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来源网络发布时间:2019-12-17 01:34:01

一般用于干燥活性炭,也可用于再生,主要取决于被加热物体对特定波长的红外线的吸收能力。

2.1.5直接通电加热
利用活性炭自身具有的电阻和炭粒间具有的接触电阻,使炭产生焦耳热,逐渐达到再生温度,再通入水蒸气进行活化。对于活性炭纤维,电加热温度达到 150℃ ,可以将吸附的甲苯基本全部脱附下来。
微波加热、远红外线加热、直接通电加热三种活性炭热再生法的能耗相差不大,约为1.50 kW·h/kg 活性炭。
变压脱附温度可以不变,一般吸附48h后减压或者是抽真空解吸30min。工业上常用采用二个或二个以上的固定床并联操作,一个吸附一个再生,循环运行。
再生步骤:
(1)干燥,干燥温度一般低于100℃,主要是蒸发孔隙水,少量低沸点的有机物也会被气化。该过程需要大量的蒸发潜热,热再生过程约有50%的能耗是在干燥过程中消耗的。
(2)在约350℃时加热活性炭,使其中的低沸点有机物被分离。
(3)高温炭化,即在约800℃加热活性炭,使大部分有机物分解、气化,或以固定碳的形态残留下来。
(4)活化,即在800℃~1000℃范围内加热活性炭,使残留下来的炭,被水蒸气、二氧化碳或氧气等分解。热再生的步骤根据加热炉种类的不同也稍有差别,但差别不大。
热再生法再生率较高,可达70%~80%;再生时间短;与化学药品再生法相比,具有很强的通用性;不产生再生废液。缺点:再生后的活性炭损失率较高,一般为5%~10%;炭表面化学结构发生改变,比表面积减小;高温再生对再生炉材料要求高,再生炉设备投资高;再生能耗成本较高;活性炭反复再生会丧失吸附性能。一般蜂窝活性炭开始的脱附温度为80~90度,脱附时间长,随着活性炭的使用,脱附温度逐渐增大,但不能超过130度,并且进入活性炭层的脱附气体一定要有阻火器。
1.1 活性炭吸脱附过程的影响因素
活性炭的吸脱附容量的影响因素主要有:VOCs各组分的性质(如相对分子质量、偶极距、分子大小等)、混合气体的组成成分(如共存有机物、水、氧气等)、操作条件(如吸附温度、床层尺寸等)。活性炭对废气吸附的特点:
(1) 对于芳香族化合物的吸附优于对非芳香族化合物的吸附;对带有支键的烃类物理的吸附优于对直链烃类物质的吸附;对有机物中含有无机基团物质的吸附总是低于不含无机基团物质的吸附。
(2) 对分子量大和沸点高的化合的的吸附总是高于分子量小和沸点低的化合物的吸附。活性炭的孔径要和吸附质的分子或离子的几何大小相匹配才能有效利用。
(3) 一般认为,当活性炭表明形成碱性氧化物时,活性炭更易于吸附酸性化合物;当表面形成酸性化合物时,则有利于碱性化合物的吸附。
(4) 混合气体组分越多,活性炭吸附容量降低越严重。
(5) 吸附质浓度越高,吸附量也越高;吸附剂内表面积越大,吸附量越高。
(6) 水分子层的覆盖导致活性炭对极性较强的有机溶剂的吸附力减小,并随着水蒸气含量的增高,影响越显著。气体湿度大于50%时,对吸附的抑制作用显著增强,特别是对低浓度的 VOCs 影响非常显著。通常湿度在40%以上时吸附量开始下降,80%以上时吸附量下降50%。
(7) 温度的影响。吸附是放热反应。温度降低有利于吸附,温度升高有利于脱附。吸附热,即活性炭吸附单位重量的吸附质溶质放出的总热量,以KJ/mol为单位。吸附热越大,温度对吸附的影响越大。另一方面,温度对物质的溶解度有影响,因此对吸附也有影响。

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