炭基材料吸附VOCs及電致熱脫附性能研究.pdf

1、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)是已經(jīng)成為繼SO2和NOX后最受關(guān)注的大氣污染物，它與NOX、煙塵一起作用可形成光化學(xué)污染，是造成城市“霧霾”等復(fù)合型大氣污染物的主要原因。目前工業(yè)上往往采用高效、節(jié)能、操作簡(jiǎn)單的吸附技術(shù)作為主要手段對(duì)其進(jìn)行治理。而活性炭作為工業(yè)應(yīng)用較多的吸附劑存在著疏水性差、易燃易爆、脫附困難等問(wèn)題?；钚蕴坷w維作為新型的炭基吸附材料以其高比表面積、大孔容、豐富的微孔以及導(dǎo)電性在VOCs治理中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
　

2、　首先本文選用三種活性炭纖維ACF1、ACF2、ACF3，系統(tǒng)考察了VOCs種類(lèi)（甲苯、乙酸乙酯、丙酮、異丙醇）及甲苯濃度、床層溫度、不同濕度對(duì)三種活性炭纖維吸附VOCs性能的影響。結(jié)果表明，具有高比表面、大孔容的ACF2活性炭纖維其吸附容量最佳，甲苯飽和吸附容量可達(dá)到318.3mg/g。甲苯濃度對(duì)吸附推動(dòng)力影響較大，在濃度為12000mg/m3下，可使吸附容量達(dá)到434.8mg/g。活性炭纖維吸附甲苯受溫度影響較小，在60℃下仍然具有

3、288.6mg/g的吸附容量。
　　其次，動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)定303K、318K、333K溫度下，甲苯在活性炭纖維和活性炭二種吸附劑上的吸附平衡等溫線(xiàn)，通過(guò)模型擬合吸附等溫線(xiàn)，并計(jì)算吸附熱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:①在低壓區(qū)二種吸附劑的吸附量都快速上升，這與其富含微孔有關(guān)，同時(shí)在低溫(303K)高壓區(qū)，活性炭纖維表現(xiàn)出更好的吸附效果;②利用Clansius-Clapeyron方程計(jì)算得到等量吸附熱數(shù)據(jù)，活性炭纖維的等量吸附熱要低于活性炭的吸附熱

4、，可有效防止吸附床層飛溫，更具安全性;③在不同溫度、不同濃度條件下，Yoon-Nelson模型對(duì)活性炭和活性炭纖維床層動(dòng)態(tài)吸附穿透曲線(xiàn)均能很好擬合，模型參數(shù)能較好描述動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程，通過(guò)模型參數(shù)也能很好預(yù)測(cè)穿透曲線(xiàn)。
　　基于水蒸汽再生活性炭纖維存在熱傳遞速率慢，脫附時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，利用活性炭纖維自身的電阻，通過(guò)電流產(chǎn)生焦耳熱，從而使活性炭纖維升溫進(jìn)行再生，論文考察了不同電壓下電致熱再生活性炭纖維的性能。結(jié)果表明，電壓越大，活性炭纖維