活性炭吸附箱使用以及工作原理 一. 活性炭吸附箱使用 活性炭吸附箱，包括箱體，所述箱體一端的頂部設有進氣口，箱體另一端的下部設有** 口，所述箱體頂部設有若干個活性炭進料口，箱體底部對應設有若干個活性炭卸料口，所述活性炭卸料口為抽取式結構，所述活性炭進料口與相應的活性炭卸料口之 間形成活性炭吸附層，所述活性炭吸附層與進氣口之間還設有初級吸附過濾裝置，所述箱體外壁上設有若干個觀測口。本實用新型屬于全密閉型，室內外皆可使用， 具有吸附效率高、能力強、設備構造緊湊，占地面積小，維護管理簡單方便、運轉成本低、能夠同時處理多種混合有機廢氣等優(yōu)點。 二.活性炭吸附箱原理 當廢氣由風機提供動力，負壓進入吸附箱后進入活性炭吸附層，由于活性炭吸附劑表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學鍵力，因此當活性炭吸附劑的表面與氣體接觸時，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在活性炭表面，此現象稱為吸附。利用活性炭吸附劑表面的吸附能力，使廢氣與大表面的多孔性活性炭吸附劑相接觸，廢氣中的污染物被吸附在活性炭表面上，使其與氣體**分離，凈化后的氣體高空排放。 活性炭吸附箱是一種干式廢氣處理設備，由箱體和填裝在箱**的吸附單元組成
活性炭吸附塔是處理有機廢氣、臭味處理效果的凈化設備?；钚蕴课绞怯行У娜コ某粑丁⑻烊缓秃铣扇芙庥袡C物、微污染物質等的措施。大部分比較大的有機物分子、芳香族化合物、鹵代炔等能牢固地吸附在活性炭表面上或空隙中，并對腐殖質、合成有機物和低分子量有機物有明顯的去除效果.活性炭吸附作為深度凈化工藝，經常用于廢水的末級處理，也可用于長產用水、生活用水的純化處理。當粉塵和顆粒物比較多時，活性炭吸附裝置可同時和水簾機和水噴淋塔和UV等離子一起使用，達到廢氣凈化達標排放。
揮發(fā)性有機化合物是指在20℃時飽和蒸氣壓大于等于0.13kPa的有機化合物[1]。其主要來源于石油化工行業(yè)廢氣的排放，儲油庫、加油站、車輛等油品的揮發(fā)和油漆、涂料、包裝、印刷、膠黏劑、化妝品等行業(yè)有機溶劑的使用。據統(tǒng)計，年我國工業(yè)源VOCs排放量約為1206萬噸，并且每年呈約8.6的遞增趨勢[2]。到2030年，僅加油站VOCs的排放量可達1271.03千噸，經濟損失近十億元[3]。VOCs大多數有毒，并且由于飽和蒸氣壓高，可以在自然狀態(tài)下?lián)]發(fā)到空氣中，通過呼吸道進入人體，誘發(fā)多種疾。VOCs還是導致天氣的元兇之一，由VOCs經化學轉化生成的顆粒物，在一些地區(qū)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[4]，是PM10的重要組成部分。隨著天氣大范圍的持續(xù)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(huán)境、健康、經濟三重效益。為了更好地應對我國當前的大氣污染形式，促進VOCs的減排與控制，2013年9月，印發(fā)了《大氣污染防治行動計劃》，要求推進VOCs污染治理，特別是在石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業(yè)實施VOCs的綜合整治。同年，國家環(huán)保部發(fā)布了《揮發(fā)性有機物(VOCs)污染防治技術政策》公告，針要不斷加壓減壓，對設備要求高，能耗巨大，多用于高檔溶劑的回收。
2.2變溫吸附
變溫吸附(TSA)是利用吸附劑的平衡吸附量隨溫度升高而降低的特性，在常溫下吸附，升溫后脫附的操作過程?；钚蕴棵摳竭^程是吸熱過程，升溫有助于脫附，采用水蒸氣、熱氣體進行脫附時，脫附溫度通常在℃。吸附VOCs時，若吸附量較高，吸附質是沸點較低的小分子碳氫化合物和芳香族有機物時，可用水蒸氣脫附后冷凝回收;若吸附量較低，如、二乙酰胺和乙酸乙酯等VOCs，則可用其他熱氣體(熱空氣、熱N2等)吹掃進行脫附后燒掉或經二次吸附后回收[27]。RAMALINGAM等[28]使用TSA技術，對室內常見的3種VOCs(、和酸乙酯)的回收利用進行了研究，發(fā)現3種VOCs熱再生的操作條件為：T=170℃，V=0.17m/s。SHAH等[29]采用變溫吸附研究了和的熱空氣再生性能，發(fā)現在80℃時經一次循環(huán)再生，吸附能力恢復近，經過8次連續(xù)循環(huán)本保持不變;而對于，再生后吸附能力下降明顯。
2.3變溫-變壓吸附
3、活性炭吸附法治理VOCs的影響因素及解決方法
活性炭對VOCs的吸附性能除了與活性炭自身性質有關外，還與吸附質的物性，吸附操作的條件等有關[37]。針對活性炭進行改性處理以滿足某類VOCs的治理要求，或者針對某類VOCs匹配合適的活性炭品種和操作條件是目前研究的熱點。
3.1活性炭表面化學性質的影響及表面化學改性
活性炭的表面化學性質由活性炭表面官能團的種類和數量決定，表面化學性質差異影響活性炭的化學吸附性能。通過對活性炭進行表面化學改性，可以改變活性炭對VOCs的吸附能力吸附選擇性。SHEN等[38]的研究表明，氨化可以使活性炭表面堿性官能團增加，氧化可以使活性炭表面酸性官能團增加。KIM等[39]研究了不同酸和堿浸漬改性椰殼活性炭對多種VOCs的吸附性能，發(fā)現浸漬改性的活性炭對、、二等VOCs吸附性能提高。劉耀源等分別利用H2SO4/H2O2[40]、NaOH[41]改性玉米秸稈活性炭，發(fā)現用改性后的活性炭，降低了其對等弱極性、非極性物質的吸附量，而用NaOH改性能提高其對醛等極性物質的吸附能力。LI等[42]用氨水浸漬改性活性炭，發(fā)現改性后的活性炭對鄰二等疏水性VOCs的吸附能力要強于酸改性。負載金屬改性是通過負載在活性炭上的金屬單質或金屬離子與吸附質之間較強的結合力，來提高活性炭吸附分離性能的方法。一般認為，負載金屬改性能改變活性炭表面的化學性質，進而改變活性炭的極性，使得活性炭的吸附以化學吸附為主，增加了吸附的選擇性[43]。LU等[44]在200℃的低氧條件下用Co浸漬改性活性炭，發(fā)現改性后的活性
論，只有當活性炭的孔隙直徑大于吸附質分子直徑時，吸附質分子才能進入到活性炭的孔隙中[46]。研究發(fā)現吸附劑吸附效率時，吸附劑的孔徑與吸附質分子直徑的比值為1.7～3.0[47]。大部分氣態(tài)污染物的分子尺寸小于2nm[48]，因此適合VOCs吸附的活性炭的內孔道要以微孔為主，大于有效孔徑的孔吸附作用甚微。等[49]的研究發(fā)現小于0.7nm的微孔對和有很強的吸附能力。冀有俊等[50]研究發(fā)現0.60～1.15nm范圍內的微孔為CH4吸附的有效區(qū)間，大于此范圍的孔在吸附過程中主要起通道作用。吸附質物性的影響還表現在分子量、飽和蒸氣壓、沸點等方面。活性炭身有效吸附點位數量有限，當活性炭吸附分子數量相近的不同物質時，分子量大的表現出活性炭對其飽和吸附量大。由于沸點高的氣態(tài)物質在吸附過程中容易產生毛細凝聚現象[51]，因此易于被吸附。飽和蒸氣壓和活性炭飽和吸附量顯著相關，在一定溫度下，飽和蒸氣壓越大的VOCs越容易脫附。陳良杰等[52]研究了6種VOCs的飽和蒸氣壓與活性炭飽和吸附量的關系，發(fā)現飽和蒸氣壓越大的VOCs，活性炭的飽和吸附量越小。李立清等[53]研究了、及二3種VOCs物性對其在活性炭上吸附行為的影響，結果表明：活性炭對有機氣體的飽和吸量隨著吸附質的分子動力學直徑、分子量、沸點的增大而增大，隨著吸附質極性、蒸氣壓的增大而減小。
3.3操作條件的影響
吸附操作過程中的溫度、進口濃度、氣體流速、壓力、水分、氣體組成等都會影響活性炭的吸附性能，針對不同VOCs選擇合適的操作條件十分重要。溫度能影響擴散速度和吸附平衡，提高溫度能提高擴散速率，加快到達吸附平衡的時間，但升高溫度會導致吸附量下降，吸附操作時宜將溫度控制在40℃以內。韓旭等[54]研究了不同溫度下活性炭對酸酯的吸附過程，發(fā)現隨著溫度升高，飽和吸附量不斷降低。對于同一有機物的吸附，吸附容量隨著進口濃度的增加而增大，隨著氣體流速的提高而減小，活性炭吸附法適于處理VOCs濃度為GUPTA等[55]通過研究顆?；钚蕴繉偷奈叫袨楹?，建立數學模型，發(fā)現該模型可以通過流速、床高和入口濃度來確定穿透時間。梅磊等[56]采用固定床反應器實驗考察了不同溫度和表觀氣速下GH-8活性炭對低濃度萘的吸附行為可用Yoon-Nelson模型描述。增大氣相主體壓力，即增大了吸附質的分壓，有利于吸附，壓力降低有利于解析，低分壓的氣體比高分壓氣體更易吸附[57]。濕度能顯著影響活性炭對VOCs的吸附性能，高華生等[58]研究發(fā)現當氣體濕度大于50時，對吸附的抑制作用顯著增強，特別是對低濃度的VOCs影響非常顯著。周劍鋒等[59]研究發(fā)現活性炭在處理烷類非水溶性VOCs時，氣體中水分的含量對吸附效果有很大的影響，甚至能夠使烷脫附;而對于乙醇類水溶性VOCs，水分的影響并不大，
