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活性炭纤维吸附-催化燃烧法处理大风量低浓度VOCs废气
发布日期:2018/8/1  来源:http://www.zyyckj.com/  浏览量:746




采用颗粒活性碳固定床吸附VOCs,因受其吸附率低,床层损力大,需采用蒸汽再生等不利要素的影响未能大量推行应用。蜂窝状活性炭吸附-催化熄灭法处置大风量低浓度VOCs废气从20世纪90年代开端得到了应用[3]-[7]。由于蜂窝状活性炭比粒状活性炭(GAC)具有床层阻力小,可用热空气再生等优点,基本上处置了活性炭吸附装置连续运转的难题,但依然存在设备体积庞大、投资高、能耗高等缺陷,主要在大型企业中应用,普通中小企业无法接受其费用。

新型吸附资料-活性炭纤维的应用

活性炭纤维(ActivatedCarbonFiber,简称ACF)是20世纪70年代初展开起来的一种新型吸附功用资料,它以粘胶纤维、酚醛树脂纤维、聚丙烯腈纤维、沥青纤维等为原料,经预处置、炭化和活化制得。应用状态为毡、布、纸、蜂窝状等。ACF具有粒状活性炭、蜂窝状活性炭不可比较的一系列优点[8]:(1)ACF的纤维直径细(6~18μm),与被吸附物的接触面积大(外表面积大),且可平均接触和吸附,使ACF资料得到充沛的应用,效率高;(2)ACF的外表面积和比表面积大,吸附及脱附速度快,约是GAC的10~100倍。吸附容量大,约是GAC的1.5~10倍。可吸附处置低浓度废气或具有活性高的有机物质。(3)ACF微孔十分丰厚,且孔径散布窄,绝大多数孔径在100AO以下,吸附容量高。(4)ACF的体密度小,滤阻小,约是GAC的1/3,同时ACF的吸附效率高,漏损小,吸附层厚度可薄一些(普通小于100mm),占用空间小,滤层压降小,动力耗费少。(5)ACF的强度高,不易粉化,不会构成二次污染。纯度高,杂质少,可用于食品和医疗卫生工业。(6)由于ACF体密度小和吸附层薄,不会构成蓄热或过热现象,同时,ACF的热稳定性好,脱附温度比GAC高,事故不易发作,可连续安全作业。(7)以ACF作吸附剂的“吸附-催化熄灭”净化设备能够做到小型化,俭省场地、资金及运转本钱。金毓荃等研讨以厚度为20mm的ACF在滤速0.2m/s以下时,当进口浓度值小于1000mg/m3时,三苯及其混合物的净化效率高于90%以上,对苯系混合物的吸附容量为195mg/g左右(C进=500mg/m3,C出/C进=0.5),连续循环14次,实验结果基本坚持不变。吸附柱压降400Pa左右[9]。汪明光、陈湛采用厚度50mm的ACF对甲苯废气中止吸附脱附中试,流量850m3/h,其脱附热风温度为250~270℃,脱附时间15~20min。

以ACF作吸附剂的有机溶剂回收装置,早在20世纪80年代末期日本已有东洋纺织公司、尤尼吉卡公司、东邦人造丝公司等研制胜利并批量消费。在相同处置量的条件下,ACF的填充量仅是GAC的1/25;吸附时间是其1/20,脱附时间是其1/5;装置体积是其1/3,且回收溶剂的质量要比其好得多。

在ACF的开发研讨及应用技术方面,我国与日本相比,约有10~20年的差距。2000年李泽清应用ACF回收装置对医药中间体消费中反响釜排气中止处置,回收甲苯及四氢呋喃(THF),处置范围2000m3/h。张建军应用ACF回收装置回收水松纸印刷消费工艺中排放的乙醇用于消费[1]。欧海峰等于1999年采用活性炭纤维吸附-催化熄灭装置处置鞋厂印胶及烘干工序消费的“三苯”废气,处置风量为14000m3/h,废气出口浓度低于40mg/m3,净化效率达95.6%~97%,脱附热风温度120℃,脱附时间6min。

依据原资料纤维的种类及制备工艺的不同,目前市面提供的ACF主要有粘胶基(纤维素、人造丝)、聚丙烯腈(PAC)基,酚醛基、沥青基等种类。各种ACF的性能见表2[15]。
有机废气中所含挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds,VOCs),普通是指温室下饱和蒸气压超越70.91Pa或沸点小于260℃的有机物,包括脂肪烃、芳香烃、酯类、醚类和卤代烃等。近年来的大量研讨标明,碳组分是大气颗粒物中含量最高的化学组分,有机碳(OC)、元素碳(EC)在颗粒物中的质量浓度之和约占颗粒物质量浓度的20%~50%。大气中的气态挥发性有机物(VOCs)经过光化学反响生成的二次有机碳(SOC)曾经成为颗粒物的重要组成。

ACF值得强调的优点是其具有良好的脱附再生性能,脱附完整且速度快,再生吸附量坚持率高,对有机溶剂蒸气的吸附,可用热空气或水蒸气再生。工业上用ACF吸附处置甲苯废气时,连续吸附-再生运用1年(吸附再生周期约25min),纤维的再生吸附量可坚持95%以上,连续运用两年,可坚持80%以上。ACF的耐热性强,在450℃以下空气中不失重,因而可在较高温度下脱附再生。
在吸附-催化熄灭法处置大风量低浓度VOCs废气工程中,活性炭纤维(ACF)将可取代颗粒活性炭、蜂窝状活性炭做吸附剂。粘胶基活性炭纤维(VACF)常被用作VOCs的吸附资料,一方面它对VOCs的吸附容量大,更可贵的是耐温性能好,且温度对VACF吸附性能影响不大,陈玲、奚旦立应用VACF对印染行业热定型机油烟废气吸附实验发现其吸附温度可抵达210℃,且比温度低时吸附量总体上略有升高。热定型机油烟废气以烷烃类物质为主,含有醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内脂等污染物。
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