活性炭吸附处理有害气体原理

(一)概述
吸附现象是发生在两个不同相界面的现象,吸附过程就是在界面上的扩散过程。吸附可分为物理吸附和化学吸附,其不同特点列于表10-33。

 

 

 

在吸附现象中的固相称为吸附剂,被吸附的物质称为吸附质用吸附法可以除去的污染物质,列于表10-34。

 

 

从表10-34可知,活性炭适宜于对有机溶剂蒸气的吸附,且具有如下一些特点：
1.对芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物的吸附。如对苯的吸附优于对环己烷的吸附。
2.对帯有支鍵的烃类物质的吸附,优于对直链烃类物质的吸附。
3.对有机物中含有无机基团物质的吸附总是低于不含无机基团物质的吸附。如对氮苯的吸附低于对苯的吸附。
4.对分子量大和沸点高的化合物的吸附总是高于分子量小和沸点低的化合物的吸附空气湿度增大,则可吸附的负荷降低。
6.吸附质浓度越高,吸附量也越高。

7.吸附量随温度上升而下降。
8.吸附剂内表面积越大,吸附量越高。细孔活性炭特别适用于吸附低浓度挥发性蒸气。
如上所述,采用活性炭吸附必须避免高温、高湿和高含尘量。漆雾、尘、焦油状以及树脂、热分解物会阻塞吸附剂细孔而使吸附剂性能劣化,并使吸附层阻力增大。当有害气体中含尘浓度大于10mg/m2时,必须采取过滤等预处理措施。
活性是表征吸附剂性能的重要标志。活性分为静活性与动活性。静活性是指气体混合物中吸附质在一定温度和浓度下,达到吸附平衡时,单位体积或重量的吸附剂所能吸附着的最大量。动活性是指在同样条件下,气体混合物通过吸附剂床层,在离开的气体混合物中开始出现吸附质时,吸附剂的吸附能力动活性总是小于静活性,在计算吸附剂用量时,不按静活性而按动活性。在工业吸附器中,用活性炭作吸附剂时,取动活性为静活性的80%~90%;用硅胶时,取30%~40%。
活性炭处理装豎的吸附能力取决于吸附剂的有效吸附量、填充量。有效吸附量等于平衡吸附量减去残留吸附量。
吸附剂的选择与有害气体的性质有很大关系。所列出的一些物质按其沸点和液体克分子容积下降顺序排列。一般,在活性炭上的吸附性随克分于容积下降而减小,列在前面的物质比后面的更容易被吸附。当其克分子容积在80~190范围时,可用活性炭装置回收上述物质,且活性炭的再生可在100~150℃较低温度下进行。当克分子容积大于190时,低温再生已无效果。当克分子容积小于80时,这些物质在活性炭上的吸附性就较差,应选用别的吸附剂。当然也有例外,如丙酮和乙醇仍可用活性炭吸附。