催化燃燒 活性炭吸附+脫附+催化燃燒成市場主流

發布時間 : 2019-12-28  瀏覽次數 :

揮發性有機廢氣(以下簡稱VOCs)是一種有害氣體,會汙染空氣,影響人類的健(jiàn)康,主要成分包括:硫烴、含氧烴、氮烴(tīng)、鹵代烴、烴類等多環芳香烴,由於它們的性(xìng)質相似,它們很容易混合在一(yī)起,在人們的呼吸中,進入人體,對人的器官造成傷害。因此,必須對揮發性有機廢氣進行治(zhì)理,嚴格控(kòng)製工業排放量(liàng)。

1活性炭吸附法治

本文所指吸附是指當氣體與多孔固體材料接觸時(shí),氣體物質中某一物質或多種物質在固體材料的內、外表麵處產生積蓄的現象。多孔固體材料稱為吸附劑,被吸附積蓄的(de)物(wù)質稱為吸(xī)附質。常用的吸附劑有(yǒu):活性炭、活性矽膠、氧化鋁(lǚ)等。氣體混合物(wù)能否通過吸附分離成功,主要取決於吸附劑(jì)對(duì)吸附質的吸附效(xiào)果,因此吸附(fù)劑的選擇是確(què)定吸附操(cāo)作的首要問題。


(1) 活性炭具有孔徑分布廣泛、孔隙率高和比表麵積大的優點。

(2)活性炭的機械性能高(gāo)、化學性質穩定,能在較大的pH 範圍內使用(yòng)。

(3)活性炭具有一定的催化活性。

(4) 活性炭的疏水性使其對揮(huī)發性有機化合物有極強的吸附性,並(bìng)且能在較大的濕度下(xià)依然保持較強吸附性能。

2.1

活性炭孔隙分布對VOCs 吸附效果的分(fèn)析

活性炭不同孔徑的孔隙具有完全不(bú)同的吸附機理(lǐ)。其中(zhōng)微孔(kǒng)(<2nm)吸(xī)附基(jī)本符合微孔填充理論,即固體吸附劑表麵存(cún)在位勢場,鄰近的VOCs 分子在場的作用下吸附在吸附劑表麵;過(guò)渡孔(2nm 至100nm)吸附時(shí)除單分子層和多分子層吸(xī)附外,更主要的是通過毛細凝聚機理產(chǎn)生容積填充吸附(fù);大孔(>100nm)吸附主要是多分子層吸附,符合BET 理論。此外,活性炭的孔徑要(yào)和VOCs 的分子大小相匹配才能被有效吸附。在(zài)分子(zǐ)大小(xiǎo)相匹配的情況下,活性炭孔徑的(de)分布越均勻、孔(kǒng)的形狀越規則,則活(huó)性炭吸附效果越(yuè)好。

2.2

活性(xìng)炭活化方式對VOCs吸附效果的分析

活(huó)性炭的活化按活化方式可分為物理活化和化學活(huó)化。其(qí)中物理活化是利用(yòng)活性氣體在較高溫度下對活性炭進行弱氧化,常用水蒸氣或CO2來活(huó)化活性炭。化學活化法是在一定溫度下將活性炭浸漬(zì)在化(huà)學(xué)藥品中對其表麵進(jìn)行改性,常用硝酸及其鹽(yán)類。

2.3

 對不同(tóng)初始濃度VOCs吸(xī)附效(xiào)果的分析

VOCs濃度(dù)對活性(xìng)炭吸附效果有顯著影響。一般情況下,VOCs初始濃度(dù)越大,其對(duì)活性炭的穿(chuān)透時間(jiān)和飽(bǎo)和時間越短。活性炭對高(gāo)濃度VOCs 吸附的過程(chéng)屬於物理吸(xī)附,基本不用考慮化學吸附的影(yǐng)響,吸附效果主要取決於活性炭孔徑的大(dà)小和數量;而對於低(dī)濃度VOCs 吸附的(de)過程(chéng)屬於化學吸附,吸附效果主要取決(jué)於VOCs的化學性質。

2.4

對不同分子量和極性VOCs吸附效果的分析

VOCs的分子量和極性對活性炭(tàn)吸附效果有很大影響。一般(bān)情況下,若VOCs結構類似,其相對分子質(zhì)量越(yuè)大,則被(bèi)吸附(fù)得越多;對分子質量和結構都相近的VOCs,則是不飽和性越大越易被吸附。

2.5

 不同組(zǔ)分VOCs吸附效果的分析

VOCs的組分不同,活(huó)性炭吸附的效果不同(tóng)。因為(wéi)VOCs各組分的(de)吸附(fù)親和力不同,在被活性炭吸附時會產生競爭效應。VOCs各(gè)組分在活性炭表麵的吸附過程是一個吸附(fù)和解離的動態平衡過程,吸附能力強的VOCs組分先達到動態(tài)平衡,吸附能力弱的(de)VOCs組分後(hòu)達到平衡。

3其他(tā)揮發性有機廢氣(VOCs)治理技術

3.1直(zhí)接燃燒法

直接燃燒法(fǎ),就是使VOCs直接燃燒,其方法(fǎ)就是將VOCs直接通人到焚(fén)燒爐中,就可以(yǐ)使VOCs在(zài)高溫(wēn)中燃燒。如果VOCs的(de)濃度高,它們在爐中就(jiù)可以很好的燃燒(shāo),生成CO2和H2O,當VOCs濃度低時,此(cǐ)時的燃燒由於不(bú)充分,就(jiù)需(xū)要采取一定的措施,如加入(rù)輔助燃料,也會使VOCs燃燒完全,最終使VOCs完全生成CO2和H2O,這(zhè)些CO2和H2O就可以排人空氣。

3.2催化燃燒法(fǎ)

催化燃燒法(fǎ)是在反應係統(tǒng)加入某種催化劑,在催化劑的作用下,使VOCs能夠完全反應,生成CO2和H2O,然(rán)後將它們排(pái)人到空氣中的方法。這種催化劑的作用機理,主要是可以降低VOCs的燃點。

3.3生物法

生物過濾法處理VOCs,這(zhè)種有機廢氣(qì),主要是工業生產、市政汙水(shuǐ)、汙(wū)泥處理的主要來源。為(wéi)了治(zhì)理惡臭(chòu)氣體,提出了生物過濾法這種技術,近年(nián)來,隨著科學的發展,發現這種處理方(fāng)法對處理VOCs也有較好的效果(guǒ)。

3.4吸附法

吸附法是利用具有(yǒu)微孔結構的吸附劑,它的方法是利用這種吸附劑,可以將空氣中的吸附質吸附在吸附劑的表麵上,通過吸附劑(jì)的吸附(fù)將有(yǒu)機物從主體中分離,這樣就可以處理有機廢氣。



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