催化燃燒 活性(xìng)炭吸附(fù)+脫附+催化燃燒成市(shì)場主流

發布時間 : 2019-12-28  瀏覽次數 :

揮(huī)發性有機廢氣(以下簡稱VOCs)是一種有害氣(qì)體,會汙染空氣,影(yǐng)響人類的健康(kāng),主要成分包(bāo)括:硫烴、含(hán)氧烴、氮烴、鹵代烴、烴類等多環芳香烴,由於它們的性質相似,它們很容易混合在一起(qǐ),在人們的呼吸中,進入人體,對人的器官造成傷害。因此,必(bì)須對揮發(fā)性有機廢氣進(jìn)行治理,嚴格控製工業排放(fàng)量。

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,氣體物質(zhì)中某(mǒu)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(xiàng)。多孔固體材料稱為吸附劑(jì),被(bèi)吸附積蓄的物質稱為(wéi)吸(xī)附質。常用的吸(xī)附劑有:活性炭(tàn)、活性矽膠、氧化鋁等。氣體混合(hé)物能否通過吸附分離成功,主要(yào)取決於吸附劑對吸(xī)附質(zhì)的吸附效果,因此吸附劑的選擇是確定吸附操作的首要問題。


(1) 活性炭具(jù)有孔徑分布廣泛、孔隙率(lǜ)高和比表麵積大的優點。

(2)活性炭的機械性能高、化學性質穩定,能在較(jiào)大(dà)的pH 範圍內使(shǐ)用。

(3)活性炭(tàn)具有一定的(de)催化活性。

(4) 活(huó)性炭的疏水性使其對揮發性有機化合物有極強的吸附性,並且能在較大的(de)濕度下依然(rán)保持較強(qiáng)吸附性能。

2.1

活性炭(tàn)孔隙分(fèn)布對VOCs 吸附(fù)效果的分(fèn)析

活性炭不(bú)同孔徑的孔隙具(jù)有完(wán)全不同的吸(xī)附機理。其中微孔(<2nm)吸附基本符合微孔填充(chōng)理論,即固體吸附劑(jì)表麵存在位勢場,鄰近的VOCs 分子在場的作用下吸附在吸附(fù)劑表(biǎo)麵;過渡孔(2nm 至100nm)吸(xī)附時除單分子層(céng)和多分子層吸附外,更主要的是通過毛細凝聚機(jī)理產(chǎn)生容積填充吸附;大孔(>100nm)吸附主要是多分子層吸附,符合BET 理論。此外,活性炭的孔徑要和VOCs 的分子大小相匹配才(cái)能被有效吸附。在分子大小相匹配的情況(kuàng)下,活性炭孔徑的(de)分布越均勻、孔的形狀越規則,則活性炭吸附效果越(yuè)好。

2.2

活性炭活化方式對VOCs吸(xī)附效果的分(fèn)析

活性炭的(de)活化按活化方式可分為物理活化和化學活化。其中(zhōng)物理活化是利用活性氣體在較高溫度(dù)下對活性炭進行(háng)弱氧(yǎng)化(huà),常用水蒸(zhēng)氣或CO2來活化活性炭(tàn)。化學活化法是在一定溫度下將活(huó)性炭浸漬在化(huà)學藥品中對其表麵進行改性,常用硝酸及其鹽類。

2.3

 對不同初始濃度VOCs吸附效果的分(fèn)析

VOCs濃度(dù)對活性炭吸附效果有顯著(zhe)影響。一般情況下,VOCs初始濃(nóng)度越大,其對活性炭的穿透時間和飽和時間越短。活性炭對高濃度VOCs 吸附的過程屬(shǔ)於物理吸附,基本(běn)不用考慮化學吸附的影響,吸附(fù)效(xiào)果主(zhǔ)要取決(jué)於活性炭孔徑的大小和數量(liàng);而對於低濃度VOCs 吸附的過程屬(shǔ)於化學吸(xī)附,吸附效果(guǒ)主要取決於VOCs的化學性質。

2.4

對(duì)不同(tóng)分子量和極性VOCs吸(xī)附效(xiào)果的分析

VOCs的分(fèn)子量和極性對活性炭吸附效果有(yǒu)很大影響。一般情況下,若VOCs結構類似,其相對(duì)分子質量越大,則被吸附得越多;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

 不同組分VOCs吸附效果的(de)分析

VOCs的組分不同,活性炭吸附的效(xiào)果不同。因為VOCs各組分的吸附親(qīn)和力不同,在被活性炭(tàn)吸(xī)附(fù)時會產(chǎn)生競爭效應。VOCs各組分在活性炭表麵的(de)吸附過程是一個吸(xī)附和解離的動態平衡過程,吸附能力強的VOCs組分先(xiān)達到動態平衡,吸附能力弱的VOCs組分(fèn)後(hòu)達到平(píng)衡。

3其他揮發性有機廢氣(VOCs)治理技術

3.1直接燃燒法

直接燃燒法,就是使(shǐ)VOCs直接燃燒,其方法就是將VOCs直接通人到(dào)焚燒爐中,就(jiù)可以使VOCs在高(gāo)溫中(zhōng)燃燒。如果VOCs的濃度高,它們在爐中就可以很好的燃燒,生成CO2和H2O,當VOCs濃度低時,此時的燃燒由於不充分,就(jiù)需要采取一定的措施,如加入輔助燃料,也會使VOCs燃燒完(wán)全,最終使VOCs完全生成CO2和H2O,這些(xiē)CO2和H2O就可以排人空(kōng)氣。

3.2催化燃燒法

催(cuī)化燃燒法是在反(fǎn)應(yīng)係(xì)統加入某種催化劑,在催化劑(jì)的作用下,使VOCs能夠完全反應,生成CO2和H2O,然後將它們排(pái)人到空氣中的方法。這種催化劑的作用機理,主(zhǔ)要是可以降低VOCs的燃點。

3.3生(shēng)物法

生物過濾法(fǎ)處理VOCs,這種有機廢氣,主要是工業生產、市政汙水、汙泥處(chù)理的主要來源。為了治理惡臭氣體,提出了生物過濾法這種技術,近年來(lái),隨著科學的發展,發(fā)現這種處理(lǐ)方法對處理VOCs也(yě)有較(jiào)好的效果。

3.4吸附法

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



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