活性炭的微孔吸附是以吸附活性位為主

• 來源：廣東冠森炭業(yè)科技有限公司q 更新時(shí)間：2021-06-15點(diǎn)擊：898次

• 　　活性炭的微孔吸附是以吸附活性位為主，本發(fā)明適用于VOC回收原理。

  　　吸收。

  　　活性炭是一種對(duì)有機(jī)物有強(qiáng)烈親和作用的非ji性物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，活性炭對(duì)Cs的吸附性能與孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積有密切關(guān)系。一般而言，孔徑?jīng)Q定了有機(jī)物分子的選擇性，而比表面積則決定了吸附容量。

  

  　　活性劑具有高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，其中有一微孔叫毛細(xì)管，毛細(xì)管吸附能力強(qiáng)，發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)使得活性炭比表面積很大，可使氣體與毛細(xì)管充分接觸，從而將有機(jī)物分子吸附在毛細(xì)管上。因?yàn)橛谢ハ辔?ldquo;范德華力”存在于有機(jī)分子之間，所以當(dāng)有機(jī)分子被捕獲進(jìn)入氣孔時(shí)，在分子的吸引力作用下，就會(huì)吸附更多的有機(jī)分子，直到氣孔充滿活性炭。在一定的溫度條件下，該吸附反應(yīng)符合朗繆爾吸附等溫線模型。模式如下：

  　　模式下，q是VOCs吸附量，g/g是q。VOCs的飽和吸附量，g/g;K的平衡常數(shù)，Langmuir;C的VOCs濃度，mg/Nm3。

  　　要使活性炭在實(shí)際使用的氣體濃度、濕度、溫度和壓力等條件下發(fā)揮有效吸附能力，必須綜合考慮活性炭的粒度、著火點(diǎn)、強(qiáng)度、pH值、孔徑分布和比表面積等因素，選擇合適的活性炭對(duì)活性碳的吸附性能至關(guān)重要。在這些物質(zhì)中，zui很重要，因?yàn)槠淇讖椒植己捅缺砻娣e分布適中，其Cs通常是由多種有機(jī)化合物組成，并含有從低沸點(diǎn)到高沸點(diǎn)的多種復(fù)雜成分，因此，吸附用活性炭必須有一定比例的微孔，并且有足夠多的中孔和大孔。孔徑<2°為微孔，孔徑在2°至50°之間為中間孔，或稱為過渡孔，孔徑>50°為大，這是國(guó)際純化和應(yīng)用化學(xué)學(xué)會(huì)對(duì)孔隙的分類。

  　　一般認(rèn)為，活性炭的微孔吸附是以吸附活性位為主，對(duì)大多數(shù)有機(jī)物的吸附以活性位為主，由于活性炭的吸附絕大多數(shù)發(fā)生在微孔內(nèi)，因此吸附量受微孔數(shù)量的控制，所以在生產(chǎn)活性炭產(chǎn)品時(shí)，根據(jù)需要要有一定比例的微孔。中孔主要是大分子的活性位，同時(shí)它也為小吸附質(zhì)分子進(jìn)入微孔提供了通道，在某些情況下，傳遞功能比活性位更重要，所以中孔也是一類重要的孔隙結(jié)構(gòu)。一般而言，只有極少數(shù)微孔直接通向外表面，絕大多數(shù)情況下，活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)主要有以下幾種形式：大孔直接通向活性炭的表層，中孔為大孔的分枝，微孔為中孔的分枝。小孔隙的吸附作用建立在大孔隙通道和中孔隙過渡的基礎(chǔ)上。結(jié)果表明，吸附性能良好的活性炭在孔隙結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有充分發(fā)達(dá)的微孔，且孔隙數(shù)目和排列合理。

  　　比表面決定了有機(jī)物的吸附量，大的比表面可以提供足夠的有效吸附點(diǎn)?；钚蕴勘缺砻娣e主要由微孔數(shù)決定，中孔數(shù)和大孔數(shù)的比表面積在活性炭比表面積中所占比例較小，所以微孔數(shù)是決定活性炭比表面積的重要指標(biāo)。

  　　除去再循環(huán)。

  　　脫除法回收Cs主要有兩種操作方法：

  　　(1)加熱脫附。

  　　VOCs一般發(fā)生在活性炭孔隙中，是物理吸附，根據(jù)物理吸附的特點(diǎn)，吸附量隨溫度的升高而減少，所以通過提高活性炭的溫度，可使吸附的有機(jī)物脫附，其原理是通過改變吸附平衡關(guān)系，又稱為加熱脫附或變溫脫附。電加熱、蒸汽加熱、微波加熱、高溫惰性氣體加熱等都是常用的加熱方式。水蒸汽加熱是有機(jī)溶劑回收的常用方法。

  　　(2)減壓和脫附。

  　　VOCs在活性炭表面的吸附量一般隨壓力的升高而增加，因此為使活性炭獲得更高的吸附量或更高的吸附效率，通常要在高壓下或常壓下進(jìn)行吸附，然后通過降低壓力或抽真空來降低活性炭床層內(nèi)的氣相VOCs濃度，從而達(dá)到再生活性炭的目的，這種方法也稱為變壓脫附。油氣田開采和儲(chǔ)運(yùn)工業(yè)中的油氣回收通常采用這種方法脫附。