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AG集团废气处理技术解析|活性碳纤维在VOCs处理

  改革开放以来,随着人们生活质量的逐步提高,各种使用了含有挥发性有机污染物(VOCs)的装饰品、装修材料、日用化学品等陆续进入到我们的生活中,使得室内外的空气质量下降,严重危害着人们健康。随着我国对大气环境质量要求的不断提高,对VOCs 排放的控制要求将会越来越严格,研究相应的VOCs 处理技术也将更加急迫。

  根据世界卫生组织(WHO)的定义,挥发性有机化合物是指在25 ℃蒸汽压大于133.32 Pa,沸点为50~260 ℃的各种有机化合物。VOCs 按化学结构可以进一步分为烷烃类、芳烃类、酯类、醛类等,目前已鉴定出的有300 余种。目前,国内外对有机废气回收处理的方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法和膜分离技术等。其中,吸附法具有方法简单、环保、效率较高等优点,是常用的处理有机废气的方法。而随着新型吸附材料——活性碳纤维的开发利用和改良,吸附法的应用将会更加广泛。活性碳纤维具有很大的比表面和丰富的微孔,孔径分布窄,AG集团比颗粒活性炭(GAC)有很更大的吸附容量和更快的吸附、脱附速率,适用于低浓度范围的污染气体吸附,且可再生,属于环保型吸附材料。

  目前,活性碳纤维被应用于处理各种的有机废气,其相应的研究成果也有很多:本研究主要是以吸附法为主体,活性炭纤维布作为吸附材料,环己烷作为VOCs 的模拟物,通过正交实验探讨风速、环己烷流量、ACF布以及ACF 布孔等因素对ACF布的饱和吸附时间和饱和吸附量的影响;同时比较ACF布在无孔和有孔的情况下,风机运行所需要的功率,为合理使用ACF布处理VOCs 提供依据,为进一步处理提供依据。

  活性炭纤维布在使用前,要先裁剪成面积略大于48 cm×48.5cm 的块状布,若是实验中要求有孔的ACF 布,则在布上均匀地剪出9 个直径约1 cm 的小洞(见图1)。裁剪后,在烘箱中以100 ℃烘6 个小时左右。在烘完冷却后,应立即转移至密封袋中,防止重新吸附空气中。

  活性炭纤维布吸附环己烷实验流程如图2 所示。首先,开动风机,由调控装置和测风仪调控风速至符合实验要求。然后把足量的环己烷倒入烧杯中,由流量型蠕动泵定量抽送到数显调节仪上进行加热(80 ℃)后喷出进入风道,经风机引动以一定的流速进入ACF 吸附室,此时,可在风道前段的特定位置用VOC 仪测定环己烷的初始浓度。在 ACF 吸附室中由多孔铁框负载ACF 布,用于吸收通入的环己烷,通过吸附室后的气体在风道后段的特定位置用VOC 仪进行定时(3min)的环己烷浓度测定并记录。

  (1)把实验要求的ACF 负载到铁框上,放到吸附室的固定位置上。(2)按相应的实验要求调控好风速和环己烷流量后,开动流量型蠕动泵,同时开始计时。(3)计时开始后,在风道的前段的特定位置,使用VOC 仪测定环己烷的初始浓度并记录;在测定环己烷初始浓度以后,在开始计时后的第3 分钟测定风道后段的环己烷浓度,此后,每隔3分钟测定1 次并记录,直到环己烷浓度恒定在一个小范围(0.1)不变后,停下风机和流量蠕动泵。(4)将上面得到的环己烷初始浓度记为C0,每隔3 分钟所测得的环己烷浓度记为Ct,按公式(1)处理,即可得到相应时间的环己烷透过率Q:Q=Ct/C0 (1)处理完成后,做一个Q-t 的曲线关系图,即可在图上找到相应的饱和吸附时间。

  (2)在调控装置上调控风机运行的交流电频率,由测风仪测定风速是否符合实验要求,若不符合,则继续调控交流电频率至风速合适为止。

  (3)在调控好风速后,可在调控装置上读出该交流电频率下的电流I 和电压U,由公式(3)即可算出相应的风机运行功率P。

  本次实验中,选择风速(A)、ACF布(B)、ACF 布孔(C)以及环己烷流量(D)作为考察ACF 布吸附环己烷的吸附性能的4 个因素,每个因素选择2 个水平,按L8(24)进行正交实验,具体测定方案见表2 和表3。

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