催化燃燒 活性炭吸附+脫附+催化燃燒成市場主流
發(fā)布時間 : 2019-12-28 瀏覽次數(shù) : 次揮發(fā)性有機(jī)廢氣(以下簡稱VOCs)是一種有害氣體，會污染空氣，影響人類的健康，主要成分包括：硫烴、含氧烴、氮烴、鹵代烴、烴類等多環(huán)芳香烴，由于它們的性質(zhì)相似，它們很容易混合在一起，在人們的呼吸中，進(jìn)入人體，對人的器官造成傷害。因此，必須對揮發(fā)性有機(jī)廢氣進(jìn)行治理，嚴(yán)格控制工業(yè)排放量。
1活性炭吸附法治
本文所指吸附是指當(dāng)氣體與多孔固體材料接觸時，氣體物質(zhì)中某一物質(zhì)或多種物質(zhì)在固體材料的內(nèi)、外表面處產(chǎn)生積蓄的現(xiàn)象。多孔固體材料稱為吸附劑，被吸附積蓄的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。常用的吸附劑有：活性炭、活性硅膠、氧化鋁等。氣體混合物能否通過吸附分離成功，主要取決于吸附劑對吸附質(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) 活性炭具有孔徑分布廣泛、孔隙率高和比表面積大的優(yōu)點(diǎn)。
(2)活性炭的機(jī)械性能高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能在較大的pH 范圍內(nèi)使用。
(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發(fā)性有機(jī)化合物有極強(qiáng)的吸附性，并且能在較大的濕度下依然保持較強(qiáng)吸附性能。
2.1
活性炭不同孔徑的孔隙具有完全不同的吸附機(jī)理。其中微孔(<2nm)吸附基本符合微孔填充理論，即固體吸附劑表面存在位勢場，鄰近的VOCs 分子在場的作用下吸附在吸附劑表面;過渡孔(2nm 至100nm)吸附時除單分子層和多分子層吸附外，更主要的是通過毛細(xì)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能被有效吸附。在分子大小相匹配的情況下，活性炭孔徑的分布越均勻、孔的形狀越規(guī)則，則活性炭吸附效果越好。
2.2
活性炭的活化按活化方式可分為物理活化和化學(xué)活化。其中物理活化是利用活性氣體在較高溫度下對活性炭進(jìn)行弱氧化，常用水蒸氣或CO2來活化活性炭?；瘜W(xué)活化法是在一定溫度下將活性炭浸漬在化學(xué)藥品中對其表面進(jìn)行改性，常用硝酸及其鹽類。
2.3
VOCs濃度對活性炭吸附效果有顯著影響。一般情況下，VOCs初始濃度越大，其對活性炭的穿透時間和飽和時間越短?；钚蕴繉Ω邼舛萔OCs 吸附的過程屬于物理吸附，基本不用考慮化學(xué)吸附的影響，吸附效果主要取決于活性炭孔徑的大小和數(shù)量;而對于低濃度VOCs 吸附的過程屬于化學(xué)吸附，吸附效果主要取決于VOCs的化學(xué)性質(zhì)。
2.4
VOCs的分子量和極性對活性炭吸附效果有很大影響。一般情況下，若VOCs結(jié)構(gòu)類似，其相對分子質(zhì)量越大，則被吸附得越多;對分子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)都相近的VOCs，則是不飽和性越大越易被吸附。
2.5
VOCs的組分不同，活性炭吸附的效果不同。因?yàn)閂OCs各組分的吸附親和力不同，在被活性炭吸附時會產(chǎn)生競爭效應(yīng)。VOCs各組分在活性炭表面的吸附過程是一個吸附和解離的動態(tài)平衡過程，吸附能力強(qiáng)的VOCs組分先達(dá)到動態(tài)平衡，吸附能力弱的VOCs組分后達(dá)到平衡。
3其他揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)治理技術(shù)
3.1直接燃燒法
直接燃燒法，就是使VOCs直接燃燒，其方法就是將VOCs直接通人到焚燒爐中，就可以使VOCs在高溫中燃燒。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(dāng)VOCs濃度低時，此時的燃燒由于不充分，就需要采取一定的措施，如加入輔助燃料，也會使VOCs燃燒完全，最終使VOCs完全生成CO2和H2O，這些CO2和H2O就可以排人空氣。
3.2催化燃燒法
催化燃燒法是在反應(yīng)系統(tǒng)加入某種催化劑，在催化劑的作用下，使VOCs能夠完全反應(yīng)，生成CO2和H2O，然后將它們排人到空氣中的方法。這種催化劑的作用機(jī)理，主要是可以降低VOCs的燃點(diǎn)。
3.3生物法
生物過濾法處理VOCs，這種有機(jī)廢氣，主要是工業(yè)生產(chǎn)、市政污水、污泥處理的主要來源。為了治理惡臭氣體，提出了生物過濾法這種技術(shù)，近年來，隨著科學(xué)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)這種處理方法對處理VOCs也有較好的效果。
3.4吸附法
吸附法是利用具有微孔結(jié)構(gòu)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(zhì)吸附在吸附劑的表面上，通過吸附劑的吸附將有機(jī)物從主體中分離，這樣就可以處理有機(jī)廢氣。
