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用活性炭吸附苯、甲苯有機(jī)廢氣

來源：廣州市怡森環(huán)保設(shè)備有限公司 2024年11月28日 08:57 62

用活性炭吸附苯、甲苯有機(jī)廢氣

　　隨著工業(yè)的發(fā)展,有機(jī)廢氣的排放迅速增加。涂裝、印刷、絕緣材料、皮革加工等行業(yè)排放大量含苯、甲苯的多組分有機(jī)廢氣。對于有機(jī)廢氣的治理,研究人員已經(jīng)開發(fā)出一些控制技術(shù);廣泛采用且研究較多的控制技術(shù)有吸附法、熱破壞法、冷凝法、吸收法等。其中吸附法的應(yīng)用極為廣泛。本文主要研究用活性炭吸附苯、甲苯有機(jī)廢氣的穿透曲線,并用動力學(xué)理論對其吸附平衡進(jìn)行預(yù)測。

　　一、研究活性炭吸附苯、甲苯有機(jī)廢氣裝置及方法

　　1.實(shí)驗(yàn)原料：吸附劑C70顆粒狀活性炭，其特性如表1。

　　2.吸附質(zhì)：實(shí)驗(yàn)中使用的吸附質(zhì)為苯、甲苯，純度均大于99.5%。

　　3.氣體：實(shí)驗(yàn)使用的氣體有氮?dú)夂蜌錃?，純度大?9.9%。

　　4.研究流程：本實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示，包括配氣系統(tǒng)、恒溫及吸附系統(tǒng)、濃度檢測系統(tǒng)。

　　5.配氣系統(tǒng): 氮?dú)庾鬏d氣，通過減壓閥經(jīng)硅膠和5A分子篩凈化管后，進(jìn)入校準(zhǔn)后的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，然后進(jìn)入汽化器，與微量針筒注射泵在一定轉(zhuǎn)速下注入的定量有機(jī)物試劑混合均勻。微量針筒泵流量在0~99.9mL/ hr^-1 范圍內(nèi)可調(diào)。

　　二、用活性炭吸附苯、甲苯有機(jī)廢氣結(jié)果與討論

　　1.純組分吸附平衡

　　圖2純苯、純甲苯的等溫吸附線對純組分苯、甲苯在溫度30°C的吸附進(jìn)行測定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

　　2.二組分吸附的穿透曲線

　　控制苯、甲苯在混合廢氣中的總濃度約3951x100^-6、改變混合氣體組成進(jìn)行了穿透吸附實(shí)驗(yàn)，每隔5分鐘測定一次出口濃度，直至出口濃度與進(jìn)口濃度相等。各種組成下的吸附穿透曲線見圖3。圖中(a)、(b)、 (c)、 (d)分別表示不同組成下的穿透曲線。

　　圖3所示的穿透曲線，顯示出明顯的二組分吸附的特征。由于吸附時(shí)各組分間的相互競爭，使得吸附現(xiàn)象變得復(fù)雜了。顯而易見，實(shí)驗(yàn)中使用的活性炭對甲苯的吸附能力比苯強(qiáng)。正是由于對不同組分的吸附能力的差異，使得吸附穿透曲線發(fā)生了明顯的變化，從而吸附過程更加復(fù)雜。甲苯能從活性炭中置換出已被吸附的苯，即吸附能力強(qiáng)的組分能置換吸附能力弱的組分。整個吸附過程可以分為三個階段。階段，新的或剛再生過的活性炭對穿過氣流中的有機(jī)成分進(jìn)行吸附。此時(shí)，吸附進(jìn)行得比較，排氣中有機(jī)成份含量接近于零，穿透曲線幾乎是一條直線。第二階段，吸附達(dá)到穿透點(diǎn)，排氣中的有機(jī)成分含量顯著增大。第三階段，排氣中的各組分含量漸趨穩(wěn)定，活性炭吸附達(dá)到飽和。

　　3.二組分吸附的動力學(xué)分析

　　從圖3所示的各種條件下的穿透曲線，可計(jì)算出相應(yīng)條件下的吸附平衡。同時(shí)，運(yùn)用有關(guān)理論，我們可以對多組分吸附的動力學(xué)進(jìn)行分析，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。鑒于直接測定多組分吸附等溫線的復(fù)雜和繁瑣，通常采用理論方法從純組份的吸附等溫線來分析預(yù)測多組分的吸附平衡。用E-L方程和IAST理論兩種方法對二組分吸附進(jìn)行預(yù)測，并同實(shí)驗(yàn)實(shí)測值相比較。結(jié)果見圖4。

　　由圖4可以看出苯-甲苯二元吸附的平衡關(guān)系，E-L方程和IAST計(jì)算出的吸附總量與研究結(jié)果非常接近,說明這兩個理論用于預(yù)測多組分吸附時(shí)還是比較準(zhǔn)確的,這也正是學(xué)者們經(jīng)常采用它們來預(yù)測多組分吸附平衡的原因所在。

　　研究用活性炭吸附苯、甲苯有機(jī)廢氣表明：多組分吸附的情況下，由于各組分之間的工相競爭和干涉，吸附現(xiàn)象會變得比較復(fù)雜，在研究條件下，吸附能力較強(qiáng)的甲苯組分能將已被吸附的苯組分置換出來。

關(guān)鍵詞：減壓閥

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