無錫有機廢氣處理中活性炭纖維的靈活應用

     隨著科研和技術的不斷進步，ACF的種類日趨繁多，根據(jù)其生產(chǎn)過程的前驅(qū)體不同分為粘膠基、酚醛基、聚丙烯腈基、瀝青基、聚偏二氯乙烯、聚酰亞胺纖維、PBO纖維、聚苯乙烯、聚乙烯醇纖維等等?；钚蕴坷w維(Activated Carbon Fiber，ACF)，亦稱纖維狀活性炭，有機廢氣處理是指對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機廢氣進行吸附、過濾、凈化的處理工作。通常有機廢氣處理有甲醛有機廢氣處理、苯甲苯二甲苯等苯系物有機廢氣處理、丙酮丁酮有機廢氣處理、乙酸乙酯廢氣處理、油霧有機廢氣處理、糠醛有機廢氣處理、苯乙烯、丙烯酸有機廢氣處理、樹脂有機廢氣處理、添加劑有機廢氣處理、漆霧有機廢氣處理、天那水有機廢氣處理等含碳無錫有機廢氣處理中活性炭纖維的靈活應用氫氧等有機物的空氣凈化處理方式十一五期間，行業(yè)內(nèi)為節(jié)省初期投資普遍采用活性炭吸附法 ： 通過活性炭吸附廢氣，無錫市有機廢氣處理中活性炭纖維廠家的靈活運用當吸附飽和后，活性炭脫附再生，將廢氣吹脫后催化燃燒，轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，再生后的活性炭繼續(xù)使用。當活性炭再生到一定次數(shù)后，吸附容量明顯下降，則需要再生或更新活性炭。此時應注意舊活性炭屬于危險廢物，不能隨意棄置，應由專業(yè)危廢回收單位統(tǒng)一收集處理處置。

     活性炭是處理有機廢氣使用多的方法，對苯類廢氣具有良好的吸附性能，但對烴類廢氣吸附性較差。主要缺點是運行成本較高，不適合于濕度大的環(huán)境。如需要對濕度較大的有機廢氣處理宜采用納米微電解氧化法工藝，納米微電解空氣凈化法無需更換填料、不用電、使用過程中沒有運行成本費用，無錫市有機廢氣處理中活性炭纖維廠家的靈活運用自十二五期間已經(jīng)逐步開始替代活性炭等高消耗技術。采用的吸附型活性炭在工業(yè)方面的應用主要涉及為尾氣吸附和有害氣體吸附，大多采用的為柱狀活性炭，其中木質(zhì)柱狀活性炭吸附效果較好，被廣泛采用，逐漸取代了舊有的煤質(zhì)活性炭吸附的方式是20世紀60年代繼粉末狀、無錫有機廢氣處理中活性炭纖維的靈活應用粒狀活性炭之后發(fā)展起來的第三代高效活性吸附材料和環(huán)保工程材料，其超過50%的碳原子位于內(nèi)外表面，構筑成獨特的吸附結構，被稱為表面性固體。它是由纖維狀前軀體經(jīng)過碳化、活化制成?；钚蕴坷w維是由C，H，O3種元素組成的，主要成分是碳。碳原子以類似石墨微晶片層形式存在，約占總數(shù)的60%，含氧官能團如羥基、醚基約占25%，羰基、羧基、酯基約占10%，此外還有其它形式的官能團以及金屬等?；钚蕴祭w維的基本性能取決于其前驅(qū)體的物理和化學性質(zhì)，而它在各個領域中的應用又是由其基本性能決定的。

     與傳統(tǒng)炭吸附材料相比，ACF具有獨特的化學結構和物理結構，因而它具有含碳量高、比表面積大、微孔豐富且分布窄，吸附速度快，吸附容量大，再生容易等后者不可比擬的優(yōu)異吸附脫附性能?；钚蕴坷w維的比表面積一般可達1000～1600m2/g，微孔體積占總體積90%左右，其微孔直徑為10μm～40μ3性無錫市有機廢氣處理中活性炭纖維廠家的靈活運用能活性炭纖維與傳統(tǒng)炭材料相比具有以下優(yōu)良性能:吸附容量大ACF的吸附作用一直是人們研究和應用的熱點，活性炭纖維具有發(fā)達的微孔結構，因而吸附量大。對有機氣體、惡臭、腥臭物質(zhì)，水溶液里的無機物、染料、有機物及重金屬離子吸附量比顆粒狀、粉狀活性炭高幾倍至幾十倍。對細菌、低濃度吸附質(zhì)的吸附能力特別優(yōu)良。吸附脫附速度快ACF表面主要是孔徑分布集中的微孔，吸附質(zhì)無需象活性炭一樣經(jīng)長距離的大孔，過渡孔到達微孔，粒內(nèi)擴散阻力小，因而吸附速度快，對氣體液體的吸附一般能在數(shù)十秒至數(shù)分種內(nèi)即可達到吸附平衡。脫附速度快，且再生容易，用120～150℃熱空氣加熱10～30min即可脫附。在多次吸、脫附過程中，仍能保持原有的吸附性能。氧化還原及催化特性活性碳纖維的氧化還原性能在其溶液中吸附金屬離子時表現(xiàn)為明顯。

     活性炭纖維的氧化還原特性是由一系列電極電位不同的表面活性基團引起的，活性炭纖維可以作為還原劑，也可用作氧化劑，這取決于所用體系的電位高低。活性炭纖維在一定的催化溫度下表現(xiàn)出很高的催化特性，通過用H2SO4活化ACF，使其表面有催化能力，可以在NH3存在下把NO還原成N2。31214 其它特性ACF還兼有纖維的各種特性，能制成纖維束、紙、布、氈等形狀，且性能良好，還能耐高溫、酸、堿，且能對活性炭纖維進行改性，大大拓寬其用途。由于以上性能，活性炭纖維一問世就得到人們廣泛的關注和深入的研究，目前被廣無錫市有機廢氣處理中活性炭纖維廠家的靈活運用泛應用于冶金、食品、化工、醫(yī)藥、環(huán)保等領域4 活性炭纖維在揮發(fā)性有機廢氣處理中的應用現(xiàn)狀隨著有機化工產(chǎn)品在工業(yè)中的廣泛應用，進入大氣中的有機污染物越來越多，主要是低沸點、易揮發(fā)的有機物(VOCs)。它們主要來源于石油化工行業(yè)所排放的廢氣;造紙、油漆、涂料、采礦和紡織等行業(yè)所排放的有機溶劑。其中工業(yè)生產(chǎn)中的涂裝業(yè)是廢氣污染嚴重的行業(yè)，涂料則是起主導作用的第一要素。

    涂裝作業(yè)中所使用的涂料，大部分為溶劑性涂料，其溶劑含量為60%左右，這部分溶劑后都散發(fā)到作業(yè)環(huán)境和大氣中去，不但浪費資源，而且給工人的健康和大氣環(huán)境造成危害，其中70%左右的溶劑在工人噴涂及流平階段揮發(fā)，通過抽風系統(tǒng)排出，30%左右的溶劑在工件涂層固化階段前期，通過固化設備的排氣系統(tǒng)排出。目前，我國常用涂料所產(chǎn)生的廢氣種類有三苯(苯、甲苯、二甲苯)、苯乙烯環(huán)己酮、丙酮、松節(jié)油，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、溶劑汽油、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯等。其中，溶于水的有丙酮、醇類等;微溶于水的有醋無錫市有機廢氣處理中活性炭纖維廠家的靈活運用酸乙酯、醋酸丁酯等，不溶于水的為三苯等。綜觀國內(nèi)外該類有害氣體的治理技術，一類是采用焚燒和催化燃燒的凈化技術，另一類是吸附后的回收利用技術。從符合可持續(xù)發(fā)展的要求看吸附法更為適用。由于ACF具有優(yōu)良的吸附脫附性能，可有效地將生產(chǎn)中產(chǎn)生的低沸點化合物、脂肪族化合物及VOCs等危害人體健康的有機溶劑脫除并回收，因此ACF起著替代顆粒和粉末活性炭在有機廢氣處理中的作用。

    含苯系物廢氣處理在噴漆行業(yè)中，大量的苯、甲苯、二甲苯等有機廢氣放到空氣中，嚴重污染大氣環(huán)境，金毓荃等用比表面積為1200m2/g。纖維絮片單層厚度2mm的活性炭纖維處理苯系廢氣，當在濾速為0.20m/s以下時，ACF對苯、甲苯、二甲苯及其混合物的凈化效率高達90%以上，ACF對3種不同物料的凈化效率依次是鄰二甲苯>甲苯>苯;在濾速為0.20m/s，ACF對苯系混合物的吸附容量為195mg/g左右;對ACF進行脫附后再進行吸附，連續(xù)14次實驗其結果基本保持不變。汪明光等開發(fā)了活性炭纖維吸附處理含甲苯廢氣技術，并用熱風解吸無錫市有機廢氣處理中活性炭纖維廠家的靈活運用工藝進行了實驗。在中試實驗裝置中，活性炭纖維用量510kg，裝料厚度50mm下經(jīng)過吸附、脫附實驗，進口濃度為1600mg/m3的廢氣吸附1h，每公斤ACF的吸附量為0.22～0.25kg甲苯。用熱風反吹吸附后的裝置可達到解吸的目的，在脫附開始15～20min內(nèi)，脫附率可達80%以上。用于裝卸苯及二甲苯，裝車過程產(chǎn)生的有害氣體，原設計由尾氣總管，經(jīng)氣流分離罐、排氣筒高空排放。由于排放氣中芳烴濃度較高，棧臺周圍環(huán)境中苯含量超標，影響職工的身體健康。當在棧臺尾部設計了一套FAC吸附—解吸裝置后，回收溶液中苯含量高達97%，效益可觀醋酸丁酯廢氣處理目前，許多涂裝行業(yè)采用醋酸丁酯作溶劑，故生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的含醋酸丁酯廢氣，造成污染。

    等用活性碳纖維作為吸附材料，以恒溫恒壓的空氣作載氣，通過鼓泡法配置一定濃度的醋酸丁酯氣體，當氣速為0.06m/s時，ACF平衡吸附量近600mg/g，實驗結果表明，在溫度、氣體流速、氣體濃度3個因素中，溫度對ACF的平衡吸附量影響大，隨著溫度的升高，ACF對醋酸丁酯的平衡吸附量下降，傳質(zhì)系數(shù)減少，無錫市有機廢氣處理中活性炭纖維廠家的靈活運用穿透層高度增大。含烷烴廢氣處理等以ACF為吸附材料，采用吸附法對含環(huán)己烷有機廢氣進行吸附、回收、凈化處理，運行結果表明，在廢氣量為50～300m3/h，廢氣含環(huán)己烷質(zhì)量百分率為0.1～1.34%的條件下，用活性炭纖維進行吸附解吸，環(huán)己烷的回收率間，運行狀況一直良好，吸附效率一直保持在97%以上，大大改善了大氣環(huán)境，每年凈收益達7514萬元。甲醇廢氣處理研究了PAN基炭纖維預氧氈、炭氈、空氣氧化氈、KOH活化氈對甲醇這種有極性的小分子的吸附性能實驗。實驗發(fā)現(xiàn)活化程度高的ACF對甲醇蒸氣表現(xiàn)出較高的吸附能力。P.Navarri等對二甲醛和乙酸乙酯利用炭纖維材料進行吸附處理，著重研究了不同碳纖維、纖維層數(shù)、不同氣體以及氣體濃度間的關系，取得了較好的效果。ACF吸附容量大而且脫附速度快，在溶劑回收方面也得到應用。在回收質(zhì)量分數(shù)為2000×10-6的含酮混合溶劑中，回收率達98%，在回收丙酮、二氯乙烯、三氯乙烯的應用中，回收率均高于97%。