吸附法處理VOC有機(jī)廢氣

 

脫除VOCs的方法很多，吸附法具有效率高、能耗低、操作簡(jiǎn)單、可回收利用等***點(diǎn)，成為脫除VOCs的有效技術(shù)。

 

一、吸附機(jī)理

 

物質(zhì)內(nèi)部分子上的力是對(duì)稱(chēng)的，所以相互平衡。但界面分子的力場(chǎng)是不飽和的，界面分子可以吸附在液體或固體物質(zhì)表面。一種或幾種物質(zhì)在另一種物質(zhì)表面積累的過(guò)程和現(xiàn)象稱(chēng)為吸附。

 

吸附的基本原因是物質(zhì)內(nèi)部的分子和周?chē)姆肿又g存在相互吸引。

 

二、吸附劑

 

吸附劑是VOCs吸附技術(shù)的關(guān)鍵。理想的吸附劑通常具有比表面積***、表面結(jié)構(gòu)合適、易于再生和成本低的***點(diǎn)。

 

吸附劑一般可以分為無(wú)機(jī)吸附劑和有機(jī)吸附劑，無(wú)機(jī)吸附劑在實(shí)際應(yīng)用中更為常見(jiàn)。一般來(lái)說(shuō)，VOCs吸附劑主要包括以下幾類(lèi):活性炭、分子篩、粘土、金屬-有機(jī)骨架材料、有機(jī)吸附劑。

 

2.1.活性炭

 

活性炭是一種應(yīng)用廣泛的吸附劑，具有疏松多孔的***性，比表面積高，孔容***，對(duì)VOCs有很強(qiáng)的吸附能力，尤其是對(duì)苯系物等***分子，但對(duì)甲醛等小分子的吸附性能較差。

 

活性炭的表面官能團(tuán)結(jié)構(gòu)對(duì)活性炭的吸附性能有重要影響?；钚蕴康谋砻嫠釅A性和孔結(jié)構(gòu)往往通過(guò)調(diào)節(jié)活性炭表面含氮和含氧官能團(tuán)的種類(lèi)和數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)，以提高其對(duì)VOCs的吸附性能。

 

2.2分子篩

 

分子篩是******的VOCs吸附劑之一，具有較***的比表面積和微孔體積，對(duì)水等極性分子具有很強(qiáng)的吸附能力。

 

目前使用的吸附劑很多，有NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41等?？偟膩?lái)說(shuō)，分子篩材料已經(jīng)被廣泛用于吸附VOCs。

 

不同類(lèi)型的分子篩對(duì)VOCs的吸附效果不同，需要對(duì)分子篩進(jìn)行化學(xué)修飾和改性，以提高VOCs的去除效果。

 

2.3粘土

 

粘土因其比表面積***、孔結(jié)構(gòu)***、成本低而得到廣泛應(yīng)用。比表面積較***的粘土礦物，如海泡石、坡縷石等，可以直接應(yīng)用于氣體吸附。

 

膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要成分的粘土礦物，具有較***的比表面積和陽(yáng)離子交換容量。

 

表面活性劑改性的有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)有機(jī)污染物的吸附性能顯著提高，不同表面活性劑改性的有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)吸附質(zhì)具有選擇性。

 

2.4.金屬有機(jī)框架材料

 

金屬有機(jī)骨架材料是近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型材料。由于其高比表面積和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，其在吸附環(huán)境有***有機(jī)氣體方面的應(yīng)用已被研究者廣泛研究。

 

MOF吸附的VOCs包括MOF-5、MIL-101和MOF-177。

 

2.5.有機(jī)吸附劑

 

有機(jī)吸附劑主要是指高分子吸附樹(shù)脂，具有多孔、高度交聯(lián)和吸附的***點(diǎn)，可以濃縮和分離有機(jī)物。

 

吸附樹(shù)脂主要分為凝膠型和***孔樹(shù)脂，目前***孔樹(shù)脂應(yīng)用廣泛。

 

隨著***孔離子交換樹(shù)脂的出現(xiàn)，***孔吸附樹(shù)脂得到了發(fā)展。吸附樹(shù)脂的吸附性能與活性炭相似，***部分可以定量吸附，重復(fù)使用。

 

活性炭雖然具有******的吸附性能，但往往難以再生。目前商用吸附樹(shù)脂品牌有200多種，并且在不斷增加。

 

根據(jù)樹(shù)脂的表面性質(zhì)，吸附樹(shù)脂一般分為四類(lèi):非極性、中極性、極性和強(qiáng)極性。