2021年,环保督察越来越严,环保标准不断提高,一批处理效率跟不上最新标准的有机废气治理设备面临淘汰。前几年大量安装的UV光氧催化设备、活性炭吸附设备、低温等离子设备都面临着升级改造。活性炭吸附+RCO催化燃烧作为环保部门有机废气VOCs处理的推荐工艺已经被很多工厂采用,活性炭吸附催化燃烧设备的活性炭性能有哪些影响因素呢?
活性炭吸附催化燃烧设备安装在客户厂区
1、活性炭孔道结构的影响
活性炭含有大量的孔道结构,孔道结构的形状、尺寸各有差异。通常情况下吸附质分子的尺寸均小于介孔尺寸,多数吸附作用均发生在微孔结构中。微孔结构可以增加活性炭的比表面积,提高吸附效果,活性炭的微孔数量通常可以决定活性炭的吸附量。研究发现,活性炭的微孔结构极少直接与表面连接,通常由大孔、介孔结构向微孔结构过渡。吸附质分子进入微孔进行吸附作用,必然以大孔、介孔的过渡作用来作为吸附的基础。因此活性炭中的微孔、介孔和大孔均会对吸附效果产生影响。
2、活性炭表面官能团的影响
活性炭自身表现为非极性,然而活性炭表面存在大量的官能团结构,可以增加活性炭整体的极性。官能团的酸碱性也会影响到活性炭表面的酸碱性。对活性炭进行改性,就是通过对活性炭表面导入酸结构、碱结构、极性结构等,改变原有表面结构使其具有更好的吸附性能。
3、活性炭再生效果的影响
活性炭的再生是直接影响到其吸附治理VOCs的应用关键,提高活性炭的再生效果,延长活性炭的使用寿命,是研究活性炭吸附技术的主要内容。国内外学者对活性炭的再生研究众多,再生方法多样,再生效果因使用情况而异。对废粉末状活性炭进热解再生,发现在650℃条件下,再生2h,其对磷酸根离子的吸附容量恢复77.64%。
利用芬顿试剂对两类活性炭进行氧化再生,随着再生条件的变化,活性炭对苯酚的吸附能力得到不同程度恢复。利用电氧化过程对硝基苯酚活性炭纤维进行吸附再生,多次再生后,活性炭依旧可以保持不错的吸附效果。
4、吸附质分子的理化性质会对活性炭的吸附效果产生很大的影响。
吸附质的分子尺寸、相对分子质量、极性强弱会影响到吸附质在活性炭内部的传质和吸附作用。吸附质的沸点、焓变等也会影响到吸附量的大小。通常VOCs气体成分并不单一,在多组分吸附的过程中,不同类型的吸附质分子间相互作用,存在竞争吸附现象,为实现所有VOCs分子的同时脱除,必须根据吸附质的理化性质,明确不同种类吸附质分子间的相互作用关系。