今天,小編要和大家聊聊“活性炭”
欸!别以為活性炭隻能拿來吸甲醛
其實,它的“本領”可不小~
由于活性炭對廢氣
具有良好的吸附性能
所以在有機廢氣治理中被廣泛應用
可以說,活性炭在治理有機廢氣方面
有着無可替代的重要作用
“聞碳”色變???
據了解,活性炭吸附技術是VOCs治理的主流技術之一,技術成熟、簡單易行、治理成本低、适應範圍廣,在所有的治理技術中占有非常大的市場份額,在塗裝、包裝印刷、石油化工、化學品制造、醫藥化工和異味治理等領域都得到了廣泛的應用。
但由于業内人員對活性炭的基本性能、活性炭吸附技術的适用範圍和使用條件等缺乏規律性認識,在活性炭選型、工藝設計和淨化裝備設計中存在較大随意性,造成淨化設備效率低,存在安全隐患,活性炭再生更換困難等問題。市場上很多環保公司對活性炭吸附技術過于低估(簡單誤認為活性炭吸附技術無非就是簡單的吸附—脫附)。
行業的種種不規範及工藝混亂,導緻目前不少地方環保主管部門陷入了“聞炭色變”的誤區。滿足當前國内VOCs污染實際治理工程的實際需要,正确引導行業規範活性炭在揮發性有機物(VOCs)淨化中的應用,顯得至關重要。
什麼是活性炭???
活性炭,也稱為活性炭,是石墨的粗制形式, 石墨是用于鉛筆芯的物質。它與石墨的不同之處在于具有随機的、不完美的結構,該結構在從可見裂紋和裂縫到分子尺寸的廣泛孔徑範圍内具有高度多孔性。石墨結構使碳具有非常大的表面積,使碳能夠吸附多種化合物。
在人類已知的任何材料中,活性炭(活性炭)具有最強的物理吸附力,或最大的吸附孔隙率。活性炭(活性炭)的表面積可以大于 1000m²/g。這意味着 3g 的活性炭可以擁有一個足球場的表面積。
什麼是吸附?
吸附是液體或氣體分子集中在固體表面的過程,在這種情況下是活性炭(活性炭)。這與吸收不同,吸收是分子被液體或氣體吸收。
活性炭是由什麼制成的?
活性炭(活性炭)可以由許多含碳量高的物質制成,例如煤、椰子殼和木材。原料對活性炭(活性炭)的特性和性能有非常大的影響。
活性炭的形式:
有三種主要形式的活性炭(活性炭):
粒狀活性炭 (GAC) - 形狀不規則的顆粒,尺寸從 0.2 到 5 毫米不等。這種類型用于液相和氣相應用。
粉末活性炭 (PAC) - 尺寸主要小于 0.18 毫米(US Mesh 80)的粉狀碳。這些主要用于液相應用和煙氣處理。
擠壓活性炭 (EAC) - 擠壓和圓柱形,直徑從 0.8 到 5 毫米。它們主要用于氣相應用,因為它們具有低壓降、高機械強度和低粉塵含量。
活性炭也有特殊形式,如布和纖維。
木炭活性炭布 (ACC)
活性炭的吸附原理及工藝流程
是什麼讓分子吸附在活性炭上?
吸附是由倫敦色散力引起的,這是一種存在于分子之間的範德華力。這種力的作用方式類似于行星之間的引力。
倫敦色散力的範圍極短,因此對碳表面和吸附分子之間的距離很敏感。它們也是相加的,這意味着吸附力是所有原子之間所有相互作用的總和。這些力的短程和附加性質導緻活性炭具有人類已知的任何材料中最強的物理吸附力。
氣相吸附 - 這是一個冷凝過程,其中吸附力将分子從活性炭的孔内從本體相冷凝。吸附的驅動力是化合物的分壓與蒸氣壓之比。
液相吸附 - 分子從本體相變為半液态吸附在孔隙中。吸附的驅動力是化合物的濃度與溶解度的比值。
吸附了哪些化合物?
所有化合物在某種程度上都是可吸附的。在實踐中,活性炭主要用于吸附有機化合物以及一些較大分子量的無機化合物,例如碘和汞。通常,化合物的吸附性随着以下因素的增加而增加:
增加分子量
更多的官能團,如雙鍵或鹵素化合物
增加分子的極化率。這與分子内的電子雲有關
活性炭對廢氣吸附的特點:
(1)對于芳香族化合物的吸附優于對非芳香族化合物的吸附。
(2)對帶有支鍵的烴類物理優于對直鍊烴類物質的吸附。
(3)對有機物中含有無機基團物質的吸附總是低于不含無機基團物質的吸附。
(4)對分子量大和沸點高的化合物的吸附總是高于分子量小和沸點低的化合物的吸附。
(5)吸附質濃度越高,吸附量也越高。
(6)吸附劑内表面積越大。吸附量越高。
1、工藝流程圖
2、工藝說明
車間有機廢氣通過吸氣罩收集,在排風機作用下,經過管道輸送進入幹式過濾器,再進入活性炭吸附裝置,有機污染物被活性炭吸附,淨化後的氣體經風機增壓後達标排放。活性炭吸附飽和後,請專業廠家再生後回用。
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在新能源領域的應用
超級電容器
活性炭具有有利于電荷積累的大表面和便于電解液潤濕及離子快速運動的孔結構,是雙電層能夠迅速、順利進行工作的理想電極材料。高比表面積活性炭可以提供更多的表面積,有利于更多電荷的積累,從而提高活性炭電極儲存電荷的能力,比電容也相應得到增大。
锂離子電容器
锂離子電容器通常采用活性炭作為陽極、預锂化的石墨(或者Li3VO4、LiTi5O15等)為負極,可以兼具超級電容器的高功率密度和锂離子電池的高能量密度。
鉛炭電池
鉛炭電池是通過 “内混”的方式把碳材料加入鉛酸電池負極闆而形成的一種新型儲能電池,是一種集超級電容器和鉛酸電池的優勢為一體的新型儲能技術,在混合動力電動汽車和大規模儲能系統中擁有廣闊的發展前景。與鉛酸電池相比,鉛炭電池在安全性能、比能量/功率、經濟性能和循環壽命等方面均有顯著提升。鉛炭電池儲能技術可應用于電動汽車、可再生能源接入、削峰填谷、智能微電網和用戶側分布式儲能等方面,效果顯著。目前我國的鉛炭電池技術大幅度提高并已跻身國際前列。
微生物燃料電池
微生物燃料電池(MFC)是一種很有前途的可再生能源生産技術,有機物在陽極微生物氧化作用下分解同時釋放電子和質子,經由外電路傳遞到陰極,從而實現直接将化學能轉化為電能,因其在降解廢水的同時還可以回收部分能量而得到了廣泛的研究。但該技術最大的缺陷是産電功率較低,很多學者對活性炭進行修飾,通過摻雜金屬化合物,從而提高導電性及催化性能,進而提高輸出功率。
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