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活性炭吸附設備治理VOCs 深奧圖活性炭吸附vocs效率高



發布時間:2022-05-07

 活性炭吸附設備在治理有機廢氣VOCs中的優點。日常生活中,我們都會有這樣的經歷,在一些加工工廠附近惡臭撲鼻,其實這些難聞的氣味就是揮發性有機物(VOCs),VOCs對我們的健康十分不利。治理VOCs,活性炭發揮著至關重要的作用。

治理VOCs

活性炭吸附法是治理VOCs污染的有效手段,在VOCs治理中具有較好的發展前景。

揮發性有機物(VOCs)是指在20℃時飽和蒸氣壓大于等于0.13kPa的有機化合物。其主要來源于石油化工行業廢氣的排放,儲油庫、加油站、車輛等油品的揮發和油漆、涂料、包裝、印刷、膠黏劑、化妝品等行業有機溶劑的使用。VOCs大多數有毒,并且由于飽和蒸氣壓高,可以在自然狀態下揮發到空氣中,通過呼吸道進入人體,誘發多種疾病。VOCs還是導致霧霾天氣的元兇之一,由VOCs經化學轉化生成的顆粒物,在一些地區可以占PM2.5來源的21%。由VOCs經光化學反應形成的二次氣凝膠占PM10的25%~35%,是PM10的重要組成部分。隨著霧霾天氣大范圍的持續出現,VOCs治理問題已經引起世界各國的高度重視,若能經濟有效地回收VOCs,特別是高濃度、高價值的VOCs,具有環境、健康、經濟三重效益。

治理VOCs

吸附法是目前處理VOCs的最常見的方法,特別適用于處理低濃度的VOCs。與其他VOCs治理技術相比,吸附法能選擇性地分離其他過程難以分開的混合物,對低濃度有毒有害物質去除效率高,操作簡便安全,無二次污染,并且經過處理后可以達到有機溶劑回收、吸附劑循環使用的目的。目前常用的吸附劑有活性炭、硅膠、活性氧化鋁、沸石分子篩。近年來,用活性碳纖維、活性碳納米管、碳化物衍生碳、活性碳布等處理VOCs的方法也引起了人們的關注。活性炭相對其他吸附劑有多種優點:它的孔徑分布廣,微孔發達,吸附過程快,能夠吸附分子大小不同的物質,對苯類、乙酸乙酯、氯仿等VOCs的吸附回收非常有效,非極性、疏水性的表面特性,使它對非極性物質的吸附有較好的選擇性;并且活性炭原料廉價充足,制備工藝簡單,易脫附再生,基于此,活性炭已被廣泛用作吸附劑來處理低濃度、較大風量的中等相對分子質量(通常約為45~130)的VOCs,尤其是磷酸法制備的木質顆粒活性炭,具有吸附容量大,脫附殘余小,表面官能團豐富,制備工藝經濟環保等優點,在國內外被大量用于VOCs的治理。

為了提高凈化效率,活性炭吸附法常與其他處理方法聯用,常用的方法有吸附濃縮-冷凝回收法和吸附濃縮-催化燃燒法。吸附濃縮-冷凝回收法是通過熱氣體將吸附了VOCs的活性炭進行脫附,再將脫附出的高濃度VOCs用冷凝裝置回收的方法。該法適合治理組分單一的高濃度VOCs廢氣,而不適合治理多組分、低濃度的情況。吸附濃縮-催化燃燒法是指將熱氣體脫附出的濃縮的VOCs送往催化燃燒床進行催化燃燒處理的方法。以活性炭作為載體,載過渡金屬(Cu、Co、Fe、Ni等)的催化劑,可以在較低溫(200~250℃),較低含氧量的條件下,催化燃燒VOCs變成CO2和H2O,這種方法特別適合苯類、醛類、醇類等氣體濃度含量較低性質比較穩定的VOCs的廢氣處理。

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變壓吸附是目前較新的活性炭吸附技術。適合于高濃度VOCs廢氣的凈化和高檔有機溶劑的回收,具有自動化程度高、環境效益好、進口氣量和濃度可靈活調節等優點,但由于前期投入成本高,吸附脫附需要不斷加壓,減壓或抽真空,能耗巨大,同時還要注意死空間內氣體的壓力,在使用中存在著一定的局限性。目前VOCs治理多采用變溫吸附,變溫吸附又以固定床居多。但變溫吸附在使用過程中加熱和冷卻吸附劑需要花費較長的時間,多次循環后還會出現吸附劑因熱老化性能降低的問題,并且對于三氯乙烷、苯乙烯等溫敏性VOCs并不適用,因此研究者又在變溫吸附的基礎上開發了變電吸附。變電吸附具有加熱效率高、加熱速度快、溶劑回收率高等優點,在VOCs治理中已經受到國內外眾多學者的關注,作為一種新興的技術,具有很好的發展前景。變溫-變壓吸附結合了變溫吸附和變壓吸附兩種技術的優點,能顯著提高活性炭的再生率和有機溶劑的回收率,縮短一次循環過程的時間,但仍然擺脫不了兩種技術各自的局限性,目前應用較少,但多種技術的耦合使用,開發復合型的氣體分離技術,仍是未來VOCs治理的重要發展方向。實際使用中要根據不同工況條件和環保要求選擇不同的吸附回收工藝,同時要加強新設備的研發和推廣,積極尋求高效環保經濟的VOCs治理新工藝技術。

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