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二、吸附技术与吸附载体:
吸附作用是一种界面现象。
所谓吸附,是当两相存在时,在相与相的界面附近的浓度与相内部不一样的现象。吸附的物质称作吸附剂或吸附载体。活性炭的吸附是用活性炭作为吸附载体的吸附。
吸附的作用力是吸附载体与吸附质(有机废气)之间在能量方面的相互作用,承担这种相互作用的是电子。
吸附载体表面上的原子与吸附质(有机废气)分子互相接近时,即使是无极性,也会瞬时性地造电子分布的不对称而形成电极,并诱导与其相对应的原子或分子产生分电极。在这两个分电极之间,便产生微弱的静电相互作用力。
活性炭也能通过使用氧化剂,还原剂进行处理,让表面官能团发生变化,此时,比表面积及孔径也将发生变化。
伴随吸附所生产的热量叫做吸附热。以活性炭为吸附载体进行浓缩吸附时,由于有发热现象,必须注意温度的上升。超过预料而引发的事故。
由于活性炭是比较非极性的物质,对有机废气具有很强的亲和性;即使有水份存在,吸附性能下降的也不大。
活性炭的吸附性能由空隙大小与比表面积决定。空隙的大小决定对吸附质的选择性,而比表面积的大小则决定了吸附容量。活性炭的特点是比表面积及比孔容积大,单位重量的吸附量也大。
在活性炭表面进行特殊处理后,具有一定的催化性。一般对氧化、分解等化学反应应具有催化作用。当然这种催化反应的过程比较缓慢。其加工工艺有一定的难度。利用这种特点,其吸附后的解析提供了途经。尤其是用于吸附净化,提高了吸附周期。吸附载体在改性时采用何种化合物,对吸附质(有机废气)的不同化合物,选用针对性的化合物提高吸附载体的催化作用。
吸附具有催化作用,因此,在吸附-脱附过程中容易发生着火现象,造成安全隐患。在吸附过程中在产少量的吸附热,由于活性炭是多孔性结构,导热性差,容易引发局部热。吸附接近饱和时,进行加热脱附时,热平衡遭到破坏,使温度异常上升,吸附载体形成着火燃烧。至于造成着火的更深层的原因,在《有机废气治理工程的安全性问题》中讨论。
吸附饱和的吸附载体具有脱附性能。要掌握有效的脱附处理方法,对吸附质(有机废气)的沸点要有深刻的认识,尤其是有机废气的混合物,不同的混合物采用不同的脱附温度。这个要在实践中得到经验。
三、 吸附催化氧化
吸附催化氧化技术是根据吸附载体的吸附机理的催化作用。一般在吸附载体表面附载催化活性,在强氧化剂的作用下,在常温条件时可以加速催化氧化速度。
吸附催化氧化装置主要原理是:首先把活性炭纤维进行改性,在活性炭纤维表面上附加催化活性。然后改性后的活性炭对有机废气进行吸附净化,把有机物滞留在活性炭纤维上,在此同时,装置内催化氧化剂同时对吸附载体上进行分解氧化反应,产生二氧化碳。从而削减吸附载体上的有机物含量,达到再次吸附的功能。当吸附热△t升高20℃时,采用冷却新风进行冷却处理。吸附载体一般在1年左右进行更换处理。
四、催化燃烧与吸附净化的有机结合:
催化燃烧与吸附净化的有机结合的基本原理不多介绍,一般是处理大风量低浓度的有机废气,把大风量低浓度的有机废气通过吸附浓缩,然后热空气回流后技术对饱和吸附载体进行脱附再生,再送入催化炉内进行催化反应。
其难点就是正确掌握吸附、脱附与催化的实质性内涵。如果有一失误,容易存在安全性隐患。在有机废气治理工程领域中,也出现过许多事故的案例。在此类有机废气治理工程中,全国发生的火灾、爆炸中占到很大的比例。如何来克服和避免事故的发生。首先对治理对象要作深入的调查和研究;其次,也是最重要的。深刻了解吸附载体的功能。吸附载体不管采用何种活性炭,其着火点都在400~500℃之间,属于易燃物品。而活性炭经表面处理后其有催化性,这种催化剂的物质在有机物和无机物中都存在,而有机废气大多数都是混合物,说不定此化合物对那化合物就是催化剂,加速了活性炭的吸附热和催化热升温,当脱附热的回流又加添了着火点的温度。这种机理在《有机废气治理工程的安全性问题》详解。发生火灾的装置中都是这样不明不白燃烧的。一个成熟的设计制造企业,有着工程经验的沉积而完全克服这种事态的发生。
