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柱状活性炭吸附性能的研究

作者:柱状活性炭 日期:2018-05-28 10:53:59 人气:

柱状活性炭吸附性能的研究

柱状活性炭法烟气脱硫除尘器技术最大的问题就是柱状活性炭的吸附容量有限,因而吸附剂使用量较多,导致吸附器体积庞大。如果要减小占地面积,则气流速度过高,而且需要增加床层厚度,导致过大的流动阻力,因而,许多研究者致力于研究如何提高柱状活性炭的吸附容量。同时,对于柱状活性炭吸附性能衰减的问题也有相关研究。

1提高柱状活性炭吸附容量

研究者主要通过2类方法来提高柱状活性炭的吸附容量:一是通过改善柱状活性炭表面化学特征;二是改善其孔隙结构。目前已研究出的新型活性炭有活性炭纤维(ACF)、糠醛渣活性炭、含碘活性炭、含氮活性炭等。

含碘活性炭是以碘Wie活性组分,使活性炭具有较强的催化氧化性能,因而吸附性能增强。然而,该活性炭在运行过程中会出现碘流失,使运行成本增加,同时会影响其寿命以及系统的稳定运行。含氮活性炭同样具有一定的催化氧化性能,且不存在氮的流失问题,但由于活性态的氮衰减,使得该活性炭寿命缩短。糠醛渣活性炭由玉米芯制糠醛的废料经改性后制得,改性后的糠醛渣活性炭具有更强的吸附和催化氧化能力,因而无需添加任何活性组分,且其成本低,受工况变化的影响小。

ACF由有机纤维炭化、活化而制得,尽管生产工艺复杂,ACF在综合性能上优于普通的柱状活性炭,ACF巨大的外表面积增加了吸附剂与吸附质的接触面积,使其吸附能力大大提高。另外,ACF表面的含氮官能团队N、S化合物表现出独特的吸附能力。

研究结果表面,ACF的吸附系数比柱状活性炭提高了16.6倍,吸附剂的使用量减少94%以上,损耗减少到柱状活性炭的1/14,脱附效率接近100%。以CF为工质,降低了补充新工质的次数,大大减少了吸附剂用量,降低了设备的投资和运行费用。综上所述,ACF在技术经济上具有一定的优越性。

2柱状活性炭吸附性能衰减

柱状活性炭法的一个优越之处是吸附剂的再生,再生过程主要有加热脱附和水洗涤脱附2种方式。加热脱附过程中,残留吸附量很小,一般只有1%-5%的残留吸附量。但是加热温度较高时,柱状活性炭会发生局部烧损。微孔结构改变等想象,最终导致柱状活性炭吸附容量下降。

柱状活性炭法中所指的吸附容量并不是在足够的时间内,纯吸附质环境下测得的吸附剂的静态吸附容量,而是受到许多因素制约的动态吸附容量,即柱状活性炭经过反复吸附—脱附以后达到的平衡吸附容量。经过10次以上吸脱附循环,吸附剂的吸附性能会达稳定值,吸附性能衰减主要由深层活性中心的实效、吸附滞后和水洗涤脱附3方面的因素导致。对于水洗涤脱附过程,残留吸附容量较大是活性炭动态平衡吸附容量下降较快的根本原因。

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