嘉恒箱式活性碳毡净化器应用机理探究.doc

嘉恒箱式活性碳毡净化器应用机理探究 　　【摘 要】本文重点对嘉恒箱式活性碳毡净化器应用机理进行了研究，同时对比了活性碳毡与粒状活性碳的特性及结构，并说明活性碳毡具有粒状活性碳不可比拟的优点。对活性碳毡在烟气净化方面的发展前景进行了展望，从而指出嘉恒箱式活性碳毡净化器应用的经济性及其推广的可能性与必然性。 【关键词】嘉恒箱式活性碳毡净化器；活性碳纤维；粒状活性碳 0 引言 随着经济的发展与生活水平的提高，人们对环境污染问题的重视程度及空气的品质要求不断提高；随着工业的发展和城市的不断扩大，我们身边有害气体的浓度也在增加，而人们对空气的洁净度要求也在逐年提高，由于活性碳材料可以有效清除气体污染物，因此在烟气净化方面得以大量应用。唐山嘉恒实业有限公司实用新型专利―嘉恒箱式活性碳毡净化器在烟气净化、水处理等方面较传统处理方式优势明显，应用前景广阔。 1 活性碳材料[1-3] 活性碳材料，是一种具有多孔结构和内部比表面积大的材料。由于其表面积大、呈微孔结构、吸附能力高强和表面活性高而成为独特的多功能吸附剂，且其价廉易得，部分还可再生活化，同时它可有效去除废水、废气中的大部分有机物和某些无机物，所以它被世界各国广泛地应用于污水废气处理、空气净化、回收稀有金属及溶剂等环境保护和资源回收领域。活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维，但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生复活而被限制利用。 活性碳材料中有大量肉眼看不见的微孔，其中绝大部分微孔的孔径在5-500埃（1埃=1×10-10米，以下同）之间，单位材料中微孔的总内表面积可以高达700-2300m2/g，也就是说，在一个米粒大小的活性碳颗粒中，微孔的内表面积相当于一个大客厅墙面的大小。 根据材料的处理方法，活性碳吸附分为物理吸附和化学吸附。物理吸附没有明显的化学反应，它主要依靠范德华力。化学吸附是经过化学处理而使材料与有害气体产生化学反应的吸附，它的原理是：活性碳靠范德华力抓到气体分子，材料上的化学成分与污染物起反应，生成固体成分或无害的气体。 1.1 粒状活性碳（GAC-granular activated carbon） GAC的85%-90%用于水处理和气体吸附处理，它的粒径为500-5000μm，GAC的孔结构一般是具有三分散态的孔分布，既具有按国际纯粹与应用化学会（IUPAC）分类的孔径50nm的大孔，也有2.0-50nm的中孔（过渡孔）和 　　ACF是非常有发展前途的高效吸附材料，无论污染物质是微量级还是高浓度，都可采用ACF进行吸附处理，达到满意效果，根据需要可加工成丝、纸、毡、布等形式，在很多领域中都将取代粒状活性碳。嘉恒箱式活性碳毡净化器具有吸附效率高、脱附再生快、设备体积小等优点，在烟气净化、废水处理等领域应用前景广阔。 2 嘉恒箱式活性碳毡净化器过滤性能分析[10-13] 影响活性碳毡净化器吸附效果和使用寿命的主要因素有：污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。嘉恒箱式活性碳毡净化器，不但能过滤空气中的细微颗粒，而且对酸性气体、碱性气体、恶臭、甲醛、苯等苯类、酚类、醇类、酯类、醛类等有机气体和含有微量重金属的低浓度、大风量的各类气体有很好的吸附效果。嘉恒箱式活性碳毡净化器在过滤时的压力损失小，吸附和脱附速度快，故可大量应用于气体的净化。 2.1 对氨气的过滤性能对比 将粒状活性碳过滤器和嘉恒箱式活性碳毡净化器进行对比实验，数据如表1所示： 表1 嘉恒箱式活性碳毡净化器与粒状活性碳过滤器 除臭（氨气）性能对比 Tabl.1 The deodorization（ammonia） performance comparison of Jiaheng box type active carbon fiber felt cleaner and granular activated carbon filter 从实验结果可以看出，嘉恒箱式活性碳毡净化器对氨气的去除率较粒状活性碳过滤器高，且再生性能明显优于粒状活性碳过滤器。同时嘉恒箱式活性碳毡净化器克服了粒状活性碳过滤器对低浓度介质难以吸附及难以再生的缺点。 2.2 对甲醛气体的吸附性能对比 在范德华力的作用下，当相距很近的相对孔壁的吸附场发生叠加，引起微孔内吸附势的增加，因此在较低相对压强（低浓度）和较短的时间内就基本完成了吸附，也就是说，低浓度下吸附量高，如图3所示。 图3 活性炭吸附甲醛时的等温吸附线 Fig.3 Adsorption isotherm of activated carbon adsorption of formaldehyde 2.3 嘉恒