工业VOCs污染控制设计对改性椰壳活性炭吸附行为的影响

 工业VOCs污染控制设计对改性椰壳活性炭吸附行为的影响。

    改性椰壳活性炭对VOCs的吸附量大，受水蒸气干扰小，并且在工业生产条件下可用简单的蒸气再生法再生，并在170蒸气条件下即能达到良好的再生效果，反复再生后再生率仍能保持在85%左右。 RH=0时，相对于分子尺寸大的VOCs，分尺寸小的VOCs更容易进入活性炭的微小孔道而具有较大的平衡吸附量;RH=50%时，分子极性大的VOCs与水蒸气的竞争吸附能力强从而易被吸附。

    已有很多研究表明，当环境中存在高浓度水蒸气(相对湿度RH>50%)，或VOCs的浓度过低时，穿透曲线与相应的穿透时间以及活性炭对VOCs的吸附量都对水蒸气会非常敏感。一般认为吸附质物化性质和吸附剂的选择吸附性等都是影响VOCs吸附机理的关键因素，但目前还没有一个简单的规律可以描述水蒸气对VOCs吸附量的相互作用关系。因此，实验选用了具有相近分子尺寸、沸点、分子量与饱和蒸气压但极性相差较大的3种常见有机污染物甲苯、吡啶和甲基丙烯酸甲酯作为吸附质，吸附容量大、疏水性强的椰壳活性炭作为吸附剂，同时采用穿透曲线法来评价水蒸气对改性椰壳活性炭吸附行为的影响，并用低温蒸气加热再生法对活性炭的再生性能进行了考察。结果有利于理解竞争吸附行为和有机物物化性质在不同湿度条件下对VOCs的吸附行为，并为工业上VOCs污染控制设计提供参考。

　实验结论：改性后的活性炭对不同极性的VOCs气体均有较好的吸附能力，虽然水蒸气对椰壳活性炭吸附能力有一定的抑制作用，但改性活性炭对甲苯等VOCs仍然能保持0.27g/g以上的吸附容量， 是处理有机废气的良好吸附材料。

    椰壳活性炭吸附的优点及其在VOCs 治理中的应用活性炭微孔结构高度发达，使它具有很大的比表面积，由表面效应所产生的吸附作用是活性炭吸附明显的特征之一。椰壳活性炭吸附主要有以下特点：

(1)椰壳活性炭是非极性的吸附剂，能选择吸附非极性物质；

(2)活性炭是疏水性的吸附剂，在有水或水蒸气存在的情况下仍能发挥作用；

(3)活性炭孔径分布广，能够吸附分子大小不同的物质；

(4)活性炭具有一定的催化能力； 

(5)椰壳活性炭的化学稳定性和热稳定性优于硅胶等其他吸附剂。活性炭吸附法适用于大风量、低浓度、温度不高的有机废气治理。

    椰壳活性炭吸附法被广泛地应用于化工、喷漆、印刷、轻工等行业的有机废气治理，尤其是苯类、酮类的处理。王淑勤等利用亚硫酸氢钠和碳酸钠改性的活性炭对室内空气污染中甲醛进行了治理研究，考察了颗粒活性炭、粉末活性炭、改性活性炭对甲醛去除率的影响，测试了改性活性炭的平衡吸附量，吸附穿透时间。结果表明，亚硫酸氢钠和碳酸钠改性的椰壳活性炭甲醛的去除率为 60 %，动态治理后能够达到国家室内空气质量标准。