低濃度VOCs吸附濃縮材料(liào)-活性炭和分(fèn)子(zǐ)篩
當前對低濃度、大風量VOCs處理(lǐ)技術主要(yào)有間隙式吸附-脫附-催化燃燒技術,和連續式吸附-脫附-催化燃燒技術。間隙式吸附-脫附-催化燃燒(shāo)技術通常是活性炭濃縮-催化燃燒技術;連續式吸附-脫附-催化燃燒技術通常是分子篩轉輪濃縮-催化燃燒技術。低濃度VOCs的濃縮(suō)的核心材料是吸(xī)附材料,吸附材料也稱吸附劑,是一種能有效從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體(tǐ)物質。吸附材(cái)料應具有(yǒu)大的比表(biǎo)麵、適(shì)宜的孔結構(gòu)及表(biǎo)麵(miàn)結構;對VOCs有強烈的吸(xī)附能力;不與(yǔ)VOCs和介質發生化學(xué)反應。
常見的(de)吸附材料(liào)有(yǒu):活性炭、矽膠、氧化鋁、分子篩、天然黏土等。這些吸附材料中最具代表性的是活性炭(tàn),吸附性能相當好,用於VOCs吸(xī)附、防毒麵具、水體淨化等(děng)等。活性炭和分子篩是(shì)最為常用的吸附材料,廣泛用(yòng)於低濃度VOVs的濃縮技術上。活性炭主要用(yòng)於間隙(xì)式吸附-脫(tuō)附;分子篩主要用於連續式吸附(fù)-脫附(如轉輪技術)。
活性炭由於原料來源、製造方法不同,有上千個品種。以木質活性(xìng)炭為例,有木屑(xiè)、木炭為原料的活性炭;椰子殼、核桃殼、杏核殼等為原料的(de)果殼活性炭;褐煤、泥(ní)煤、煙(yān)煤、無煙煤等(děng)為(wéi)原料的煤質活性炭;瀝青(qīng)等(děng)為原料的瀝青基球狀石油類活性炭;廢炭為原料進行再活化處理的再生(shēng)活性炭。還有(yǒu)活性炭纖維。活性碳(tàn)纖維是經過活化的含碳纖維。活性炭(tàn)可以做成(chéng)各(gè)種形狀,如粉末活性炭、顆(kē)粒活性炭、蜂窩活性炭。雖然都稱為活性炭,不同活性炭的製作成本,比表麵積,表麵極性差別很大,直接影響對VOCs吸附性能。水蒸汽對VOC吸附有抑製作用,隨(suí)著濕度增大,VOCs的吸附能力下降。
沸石分子篩是一類具有均勻微孔,主要由矽、鋁、氧及其(qí)它(tā)一(yī)些金屬陽離子構成(chéng)的吸附劑,其孔徑與一般分子大小相當。由於分子篩由氧化矽和氧(yǎng)化鋁組成,所以不會燃燒,性質穩定。分子篩(shāi)種類繁多,性質不同,常見的有5A分子篩、Y分子篩、USY分子篩(shāi)、ZSM-5分子篩、b分子篩、13X分子篩等等。
選擇吸附材料時應關注如下問題:
1.吸附材(cái)料的性質與材料的種類、製備方法等因素有關,選擇吸附材料時應關注飽和吸附量,穿透曲線,脫附溫度(dù)等。
2.由於工業VOCs的(de)成(chéng)分非常複雜,不管是活性炭還是分子篩對不同有機物的吸附性質差別具大,一般來說對分子量小、沸點低的有機物(wù)吸附較差。由(yóu)於吸附過程組分間的競(jìng)爭和(hé)置換作用的存在,使得吸附(fù)能力強的VOC影響吸附能力弱的(de)VOC的吸附。
3.工業VOCs中高(gāo)沸點、難(nán)脫附物質的存在影響吸附材料的(de)熱再生,高沸點物質在吸附材(cái)料孔道的累積,將影響(xiǎng)吸附(fù)材料的吸附(fù)性能(néng)。
4.使用活性炭吸附,熱脫附時應防止活(huó)性炭的燃燒。對於(yú)安全等級較(jiào)高的區域,建議使(shǐ)用分子(zǐ)篩。