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    活性炭脱附VOCs工艺,你知道几种?
    来源:本站 发布日期:2021-9-1 点击次数:45

    目前, VOCS的回收方法主要有:吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法通常将吸附与冷凝法连用,吸附剂首选活性炭,因为活性炭具有吸附能力强、耐酸碱、耐热、原料充足、易再生的优点,一般流程为:吸附、脱附、冷凝回收。 脱附是创造与低负荷相对应的条件,引入物质或能量使吸附质分子与活性炭之间的作用力减弱或消失,除去可逆吸附质传统的脱附方法有水蒸汽、热气体脱附,变压脱附,溶剂置换,近年又出现了电热法、超声波再生法、微波辐照等新兴脱附方法。


    一、水蒸汽、热气体脱附法
    适用于脱附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物,水蒸汽热焓高且易得,经济性、安全性好,但是对于高沸点物质的脱附能力较弱,脱附周期长,易造成系统腐蚀,对材料性能要求高;回收物质的含水量较高,解吸易于水解的污染物(如卤代烃)时会影响回收物的品质;水蒸汽脱附后,吸附系统需要较长时间的冷却干燥才能再次投入使用,还存在冷凝水二次污染的问题与水蒸汽解吸相比,热气体解吸的冷凝水二次污染很少,回收到的有机物含水量低 (对于水溶性的有机物更显优势),便于进一步精制回收,再生干燥、冷却时间短,对吸附系统材料要求较低。热气体脱附的缺点是气体热容量较小,气体热交换所需面积相对较大,如果直接采用热空气解吸,可能存在一定的危险性,而且氧的存在会影响回收物质的品质,所以需要控制再生气体中氧的含量,增加回收费用。一些学者对热气体解吸提出了改进,提出再生蒸气与待吸附污染气流顺流的方法以提高脱附效率、延长活性炭的使用寿命,并采用周边空气而非传统的净化后气体作为干燥用气。
    二、溶剂置换法
    以药剂洗脱和超临界流体再生法为代表,通过改变吸附组分的浓度,使吸附剂解吸,然后加热排除溶剂,使吸附剂再生药剂洗脱法适用于脱附高浓度、低沸点的有机物,使吸附质与适宜的化学药品反应,让活性炭再生,针对性较强,往往一种溶剂只能脱附某些污染物,应用范围较窄。所用有机溶剂价格高、有些具有毒性,会带来二次污染,活性炭再生不彻底,易堵塞活性炭的微孔,多次再生后活性炭的吸附性能明显降低。超临界流体再生法以超临界流体作为溶剂,将吸附在活性炭上的有机污染物溶解于超临界流体之中,再利用流体性质与温度和压力的关系,将有机物与超临界流体分离,达到再生目的,一般使用CO2作为萃取剂。1979年,首次采用超临界CO2从活性炭上再生酚,该法操作温度低,不改变吸附物的物理、化学性质和活性炭的原有结构,活性炭基本无损耗,便于收集污染物,有利于吸附质的重新利用,切断二次污染,可实现连续操作,再生设备占地小,能耗少。但是,该法所研究的有机污染物十分有限,难以证明应用的广泛性。
    三、电热解吸法
    F在1970年利用吸附材料的导电性,向吸附饱和后的吸附剂施加电流,利用焦耳效应生热,为解吸提供能量。目前,有两种方式产生电流:电极直接产生电流和电磁感应间接产生电流。与传统变温解析法相比,电热解吸法再生气体流量可以减少10%-20%,效率高,能耗低,处理对象所受局限较少。但是直接加热时会出现过热点,影响吸附床层温度的控制,难以放大,另外电极布置连接和绝缘方面还有待进一步深入研究。
    四、微波脱附法
    活性炭可以吸收微波能量用于解吸吸附质微波加热速度快,只需常规方法的1/100-1/10的时间就可以完成,且加热均匀,只对吸收微波的物料有加热效应,能耗低,设备、操作简单,再生效率高,便于自动控制,但是由于微波加热过程是封闭的,脱附物质不能及时排除,对再生效果会产生一定影响。Ania等分别用2450MHz的微波和传统电热法对吸附苯酚饱和的活性炭进行再生,发现微波可以显著缩短解吸时间,且活性炭吸附容量损失少。宁平等运用微波辐照再生吸附有甲苯龙8官网正版的活性炭,并对解吸气进行冷凝,甲苯回收率达60%以上,接近化学纯。王宝庆用微波解吸再生负载乙醇活性炭,3-4min后脱附率达90%以上。
    五、超声波再生
    不同学者对超声波解吸的机理有不同的解释有人认为是声空穴产生的高速微型射流和高压冲击波导致吸附质解吸,一些人等认为是超声波的热效应加速吸附质的解吸。我国学者认为超声波与不同相界面或其他超声波波峰相遇时,会产生巨大的压缩力,随着波的反弹形成一个个微小的“空化泡 ”,“空化泡” 爆裂时爆炸点的温度和压力陡然上升,可以将能量传递给被吸附物质,加剧其热运动,从吸附剂表面脱离。由于超声波只是在局部施加能量,因而能耗较小,炭损失小,工艺设备简单。研究结果表明超声波可以显著提高p-氯苯的解吸速率,在21到 800kHz的范围内,解吸速率随着频率的升高而加快,且在超声波到达38.3W之前,活性炭的稳定性未受到影响。

     
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