VOCs(揮發性有機物)是大氣中形成臭氧和PM2.5的重要前體物。甲醛、苯系物、烴類化合物均為揮發性有機物,主要來源于石化、化工、汽車制造、印刷、家具、電子等生產或使用油漆、涂料和溶劑的工業企業。
1、活性炭吸附工藝原理及流程
活性炭
吸附主要靠分子間的范德華力,把吸附質吸附在吸附劑表面,是可逆過程,只能暫時阻擋污染而不能消除分解污染物。
活性炭外觀為粉末或顆粒狀,活性炭中微孔對活性炭吸附量起著支配作用,中孔和大孔一般為吸附質分子進入通道,在通道內的擴散過程的快慢也會影響吸附量的大小。
2、影響活性炭吸附工藝的因素
活性炭凈化空氣的物理吸附,如圖2所示四種情況:
1、分子直徑大于孔的直徑,由于空間位阻,分子不能入孔,因此不吸附;
2、分子直徑等于孔的直徑,吸附劑的捕捉力很強,非常適合低濃度吸附;
3、分子直徑小于孔的直徑,孔內發生毛細管冷凝,吸附容量大;
4、分子直徑遠小于孔的直徑,吸附分子很容易解析,解析速率高,低濃度下的吸附量較小。
3、活性炭吸附工藝的優勢與不足
優點:
適用于低濃度的各種污染物;
活性炭具有可再生的特性,通過一定方式進行活化恢復活性后可反復利用;
通過脫附冷凝可回收溶劑有機物;
應用方便,只與空氣相接觸就可以發揮作用;
活性炭具有良好的耐酸堿和耐熱性,化學穩定性較高。
不足:
吸附量小,物理吸附存在吸附飽和問題,隨著吸附劑的消耗,吸附能力也變弱,使用一段時間后可能會出現吸附量小或失去吸附功能等問題;
吸附時存在吸附的專一性問題,對混合氣體,可能吸附性會減弱,同時也存在分子直徑與活性炭孔徑不匹配,造成脫附現象;
活性炭吸附只是將有毒氣體轉移,并沒有達到分解有害氣體的功效,可能會帶來二次污染。不適合高濃度廢氣、含水或含粒狀物的廢氣。
目前,對活性炭吸附有機氣體的研究主要集中在吸附平衡的預測、活性炭材料的改性及有機物的物化性質對活性炭吸附性能的影響。未來,在開發高效實用、強吸附性能的活性炭材料方面,仍需要不斷深入和系統的研究。多種VOCs治理技術的耦合使用,將是VOCs治理重點研究方向。