有機廢氣吸附處理

有機廢氣主要來自以煤、石油、天然氣等為燃料或原料的工業或與之有關的化工企業。有機廢氣的吸附處理法就是利用吸附劑吸附大氣中由揮發性有機化合物蒸發而形成的有機廢氣。吸附法已成為有機廢氣(溶劑)處理技術的首選方法。

釋義

吸附淨化技術是一種傳統的VOCs處理方法,具有低能耗、工藝成熟、去除率高、淨化徹底、易於推廣的優點,有很好的環境和經濟效益。缺點是設備龐大,流程複雜,吸附劑需要再生,且當廢氣中有膠粒物質或其他雜質時,吸附劑易中毒。近幾年來,由於環保要求日益嚴格,吸附技術得到了迅速的發展,出現了新的吸附工藝和設備;同時吸附劑的改進,如活性炭纖維和沸石的使用,也擴大了吸附技術的套用範圍,使吸附成為有機廢氣(溶劑)處理技術的首選方法。

影響氣體吸附的因素

(1)吸附劑性質的影響

吸附量隨吸附劑表面積的增大而增大。通常用比表面積來比較不同吸附劑的表面積,即單位質量吸附劑所擁有的表面積。吸附劑的比表面積與它的孔隙率、孔徑、顆粒度等因素有關。

影響吸附劑吸附能力的另外一個參數是微孔尺寸。在多孔吸附劑中,起主要吸附作用的是直徑與被吸附分子大小相當的微孔,分子不能滲入比它的臨界直徑還小的微孔。孔徑分布寬的吸附劑選擇性較差,能夠吸附多種不同大小的分子;孔徑單一的吸附劑只能吸附臨界直徑比它的微孔還小的分子。

此外吸附劑的極性也影響吸附的一個重要因素。通常極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附極性分子(或離子)型的吸附質;非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質。

(2)吸附質性質的影響

吸附質的性除了上述所講的臨界直徑、極性等影響吸附外,它的濃度、相對分子質量、沸點和飽和性都會影響吸附量。從等溫吸附式可知,吸附質在氣相中濃度越大,吸附量越大。針對同一種吸附劑,結構類似的有機物其相對分子質量越大、沸點越高,被吸附的量越多。對結構和相對分子質量都相近的有機物,不飽和性越大,越容易被吸附。

(3)操作條件對吸附的影響

操作條件首先要考慮的是溫度,其次要考慮操作壓力的影響,最後還要考慮吸附操作中的氣流速率。

此外,吸附設備還要有足夠的氣體流通面積和接觸時間,保證氣流分布均勻,充分利用所有的過氣斷面。如果氣流當中含有粉塵、水蒸氣等雜質時,要設預處理裝置除去雜質,以免污染吸附劑。

吸附劑的種類

(1)活性炭

活性炭是許多具有吸附性能的碳基物質的總稱,活性炭經過特殊工藝處理後,能產生豐富的微孔結構,比表面積可達800~2000m/g,具有優異的吸附性能。

(2)沸石分子篩

在工業吸附過程中,活性炭是使用最為廣泛的一種吸附劑。但它也存在不耐高溫、在濕潤條件下不能保持很好的吸附能力、易燃等缺點。沸石作為一種很好的替代吸附劑,已被逐步開發套用。

(3)活性氧化鋁

活性氧化鋁是將含水氧化鋁(如鋁土礦)在嚴格控制的加熱速率下於773K加熱製成的多孔結構的活性物質。根據晶格構造,氧化鋁可分為α型和γ型,具有吸附活性的主要是γ型,尤其是含一定結晶水的γ氧化鋁,吸附活性很高。

(4)其他吸附劑

矽膠是一種無定形鏈狀和網狀結構的堅硬多孔型矽酸聚合物固體顆粒,其分子式為SiO·nHO。矽膠的孔徑分布均勻親水性極強,同時放出大量的熱,使其容易破碎。

樹脂吸附劑,是一種新型的有機吸附劑,主要為網狀結構,呈多孔海綿狀,比表面積可達800m/g,化學穩定性好,不溶於一般溶劑及酸、鹼。

蚯蚓糞是用來清除惡臭物質的理想吸附劑,國外不少國家已大量套用。

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