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影响蜂窝活性炭吸附的问题以及解决方法

时间:2024-07-09   访问量:1064


蜂窝活性炭的主要功能是吸附,它的使用效果怎么样,我们还是要看看它的吸附能力,如果想要它的寿命更长,那么我们就应该提高它的吸附力,怎么做呢?要提高蜂窝活性炭吸附力,需要从以下两个角度来提高产品的吸附能力,通过提高吸附能力,方可增加其使用时间。吸附能力强的产品,往往客户更愿意接受。

一、如何提高物理吸附力蜂窝活性炭物理吸附性:跟其比表面积与其微孔大小结构有关。总体来说,比表面积越大,吸附饱和度越大。但又不一定比表面大对某种特定的气体吸附力就很强,要微孔大小与某种气体直径很接近,那么它对这种气体的吸附力就很强,而且吸附后不容易脱附。如果要想增加它的比表面积跟特定大小的微孔,就要控制它的化学条件或工艺。

二、如何提高化学吸附力:表面有好多官能团,不同的官能团对某种气体的吸附力也是不同的。增加表面特定的官能团,能增加它对某种气体的吸附力。增加特定官能团有好多种方法,常用的就对蜂窝活性炭进行化学物的添载或触媒添载,也可以化学工艺条件改性。合理的添载剂和改性方法,能提高它对特定气体吸附效率,几倍到几十倍。

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蜂窝活性炭在市场中是一种很特殊的产品,尤其是蜂窝活性炭的吸附能力,也就是它的效果、气体阻力和饱和率等。相对于普通活性炭,具备更强的吸附能力,同时还能在尾气处理,工业废气,环境保护等各方面,究竟要如何保证好蜂窝活性炭吸附能力呢?

1、避免高温环境,温度高的情况下,分子就会表现的更活跃,等蜂窝活性炭吸附之后,分子表现的还会更活跃,很难锁定在炭孔的内部孔隙中,这样吸附能力肯定会存在下降情况。所以,在这个过程中应该注意放热反应,受到温度方面影响,吸附能力肯定会有所下降。

2、防止油雾,蜂窝活性炭吸附是在发达的微孔中,微孔在各种化学分子的作用下,吸附效果肯很好,但是在油雾大分子的物质中,蜂窝活性炭吸附肯定会减少,油雾还会造成到活性炭微孔堵塞。

3、定期暴晒,注意蜂窝活性炭在吸附废气的同时,还会吸附一些水雾,但是暴晒之后是能蒸发掉活性炭内部大量的水分和少量的杂质,需要注意的是在这个过程当中,暴晒是会影响到蜂窝活性炭的吸附能力。

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三、活性炭吸附+催化燃烧组合工艺存在的问题及优化措施

1活性炭吸附剂存在的问题及优化措施
用于处理涂装VOCs废气的活性炭一般采用蜂窝活性炭,选择活性炭时除了需要考虑比表面积、碘值和体密度外,还需对其硬度和防水性进行优化。

(1)提高蜂窝活性炭的硬度
存在问题。普通的蜂窝活性炭在填装时容易破碎,运行时易发生气流冲蚀,导致活性炭受损,且掉落的炭渣会堵塞下层的通道,从而导致吸附床通风阻力增大,减小了吸附剂的有效利用率。
优化措施。采用高硬度的蜂窝活性炭吸附剂,不仅填装时不易发生破碎,而且运行不易发生气流冲蚀,从而保证了吸附剂在吸附床中的完整性和高效利用率,也可延长吸附剂的使用寿命。

(2)采用防水型蜂窝活性炭
存在问题。活性炭在吸附VOCs的同时,也会吸附废气中的水分子。水分子在活性炭中大量聚集;用高温气体脱附时,首先会将水分子脱附下来,蒸发出来的水分子在炭箱内壁上会冷凝聚集成水滴,回落到活性炭表面,当选用不防水的普通活性炭时,下落的水滴会侵蚀碳层,造成碳层出现大量面积较大的孔洞,孔洞中的气流阻力很小,未经吸附处理的废气从孔洞逃逸,降低吸附床层的吸附效率,导致系统排气不能达标。

优化措施。选用防水型蜂窝活性炭,采用特殊的工艺制造而成,即使浸泡到水里也能保持形状的完整性,即使有水滴掉落下来,炭层也不会形成孔洞,确保吸附剂在整个使用过程中的完整性,从而避免气体短路的问题。

四、活性炭吸附床存在的问题及优化措施

(1)耐高温防腐处理
当吸附床进入脱附状态时,吸附床内部处于高温、高湿状态;当吸附床采用碳钢材质时,需要对吸附床的内表面进行耐高温(大于250℃)防腐处理,不仅延长设备的使用寿命,也避免锈皮、锈渣掉落到炭层上导致吸附剂堵塞,进而影响整体吸附效率的问题。

(2)进行保温处理
通过对吸附床进行保温处理,不但可以有效减少脱附时的热量损耗,保证脱附效果,也可以防止吸附床外表面烫伤工作人员。此外,当设备在炎热的夏季运行时,如果吸附床不做保温,受到环境温度、日晒等因素的影响,吸附床内也会有较大的温升,从而影响吸附效率。

五、催化燃烧炉存在的问题及优化措施
催化燃烧炉是让有机物进行无害化处理的装置,是活性炭吸附+催化燃烧工艺的重要组成部分,但是普遍存在净化效率低、运行费用高、使用寿命短等问题,对其进行优化设计是十分必要的。

(1)壳体采用SUS304材质

目前市场上催化燃烧炉普遍采用碳钢材质,而催化燃烧炉长期在300℃~400℃之间运行,通常会出现炉体受热变形、焊口开裂、内表面锈蚀严重、锈皮/锈渣掉到催化剂上,使催化剂失活等问题。由此可见,设备选用碳钢材质是导致催化燃烧炉净化效率低、使用寿命短的主要原因。因此,在选择催化燃烧炉的壳体材质时需要考虑耐高温和耐腐蚀性,采用SUS304材质即可有效避免上述问题的发生。

(2)提高换热器的换热效率

催化燃烧炉通常采用碳钢材质的板式换热器,易发生锈蚀问题,锈皮脱落后会堵塞换热器,将导致换热器的阻力增加以及换热效率的降低。而在高温区运行的换热器容易发生热变形、焊口开裂的情况,从而导致设备的进气和出气相互串气,严重影响了催化燃烧炉的净化效率和换热效率。

换热器采用SUS304材质,可有效避免上述问题的发生,延长了设备的使用寿命。换热器作为催化燃烧炉热量传递的节能设备,应尽可能地增大换热面积,提高换热效率,有利于维持炉温的稳定,可有效降低催化燃烧炉的运行费用。

六、吸附/脱附阀存在的问题及优化措施

吸附床的吸附/脱附阀普遍采用电动式多叶阀,这种阀存在泄漏量大、故障率高等问题。较大的泄漏量会造成脱附与吸附环节之间窜气的情况,增加了吸附剂的处理负荷,影响净化效率,而较高的故障率也无法保证系统的稳定运行。

吸附/脱附阀可采用气动式提升阀,阀体采用SUS304材质,由耐高温硅胶密封条密封,此类阀门不但稳定性高,而且接近于零泄漏。

七、脱附温度存在的问题及优化措施

吸附质脱附难易程度受其沸点影响明显,高沸点吸附质因与吸附剂之间存在更强的作用力而难以脱附。目前市场上运行的脱附温度通常在100℃左右,这个温度很难将高沸点有机物脱附下来,如涂装行业中常用的稀释剂二甲苯的沸点在137℃~140℃,很难在目前的脱附温度下脱附下来。脱附温度低是活性炭吸附效率衰减快、使用寿命短的主要原因。



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