活性碳纖維是經過活化的含碳纖維,將某種含碳纖維(如酚醛基纖維、PAN基纖維、黏膠基纖維、瀝青基纖維等)經過高溫活化,使其表面產生納米級的孔徑,增加比表面積,從而改變其物化特性。
區別:傳統的活性炭是一種經過活化處理的多孔炭,為粉末狀或顆粒狀,而活性碳纖維則為纖維狀,纖維上布滿微孔,其對有機氣體吸附能力比顆粒活性炭在空氣中高幾倍至幾十倍,吸附速率快100~1000倍,具體與活性炭纖維的種類及制作工藝有關。
活性炭纖維吸附回收技術
活性炭纖維吸附回收系統主要包含預處理系統、吸附系統、脫附系統以及油水分離系統。
(1)預處理系統
根據客戶所給的廢氣參數,我們會根據組分中的含水量、含塵量、含酸堿性氣體量等,來做相應的除濕、除塵、堿/酸噴淋等預處理,以減少對后端管道及設備的影響。
(2)吸附系統
吸附系統一般設置三級活性炭纖維吸附罐A/B/C,一吸附一再生一等待。剛開始運行時,啟動A罐吸附,運行一段時間后啟動B罐吸附,再運行一段時間后啟動A罐再生且啟動C罐吸附,以此類推。
(3)脫附系統
活性炭纖維吸附飽和后,使用蒸汽/熱風進行再生,有機物被蒸汽從活性炭纖維孔道中吹出。
(4)油水分離系統
被蒸汽/熱風吹出的有機物進入冷凝器冷凝后再進入油水分離系統分離出有機物。
脫附后的活性炭纖維罐用干燥風機進行吹掃,脫附氣經冷凝后再回到吸附系統前端,吸附罐得以重新利用。
影響活性炭纖維吸附的因素
(1)內在因素
①比表面積
活性炭纖維的吸附能力受比表面積影響。當然,不同材質和技術制備的活性炭纖維,比表面積也存在一定差異;
②表面化學性
即使是孔隙結構相似的活性炭纖維,吸附能力也會存在顯著差異。造成這種情況的其中一個因素,是因為活性炭纖維表面存在的官能團或離子的種類和數量不同。
(2)外在因素
①相對濕度
氣體中的相對濕度一般對于去除VOCs是不利因素,因為水蒸氣會和其競爭吸附點位,濕度越大,VOCs去除效率越低;
②進氣流量
對于給定的活性炭床體積,增大進氣流量將會使得VOCs在床層中的停留時間變短,從而降低VOCs去除效率;
③溫度
由于待處理廢氣的初始溫度以及活性炭纖維吸附過程會放熱,導致活性炭纖維的工作溫度變化很大。而床層溫度過高會使得其吸附量下降;
④吸附床層高度
對于給定的廢氣風量,不同的床層高度,吸附效果也不一樣。通過計算風量及床層高度之間的關系,可以發出氣體在床層的停留時間。而停留時間越長,意味著活性炭纖維與廢氣接觸得越充分,吸附效果也越好。
來源:環保
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