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在挥发性有机废气处理厂家行业中活性炭纤维灵活应用

文章来源:   作者:管理员  发布时间:2020-07-16 08:06:09  浏览量:24

       随着有机化工产品在工业中的广泛应用,进入大气中的有机污染物越来越多,主要是低沸点、易挥发的有机物(VOCs)。它们主要来源于石油化工行业所排放的废气;造纸、油漆、涂料、采矿和纺织等行业所排放的有机溶剂。其中工业生产中的涂装业是废气污染严重的行业,涂料则是起主导作用的第一要素。涂装作业中所使用的涂料,大部分为溶剂性涂料,其溶剂含量为60%左右,这部分溶剂后都散发到作业环境和大气中去,不但浪费资源,而且给工人的健康和大气环境造成危害,其中70%左右的溶剂在工人喷涂及流平阶段挥发,通过抽风系统排出,30%左右的溶剂在工件涂层固化阶段前期,通过固化设备的排气系统排出。目前,我国常用涂料所产生的废气种类有三苯(苯、甲苯、二甲苯)、苯乙烯环己酮、丙酮、松节油,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、溶剂汽油、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯等。其中,溶于水的有丙酮、醇类等;微溶于水的有醋酸乙酯、醋酸丁酯等,不溶于水的为三苯等。综观国内外该类有害气体的治理技术,一类是采用焚烧和催化燃烧的净化技术,另一类是吸附后的回收利用技术。从符合可持续发展的要求看吸附法更为适用。由于ACF具有优良的吸附脱附性能,可有效地将生产中产生的低沸点化合物、脂肪族化合物及VOCs等危害人体健康的有机溶剂脱除并回收,因此ACF起着替代颗粒和粉末活性炭在有机废气处理中的作用。
在挥发性有机废气处理厂家行业中活性炭纤维灵活应用
  

 

 

     1 , 含苯系物废气处理

 

       在喷漆行业中,大量的苯、甲苯、二甲苯等有机废气排放到空气中,严重污染大气环境,金毓荃等用比表面积为1200m2/g。纤维絮片单层厚度2mm的活性炭纤维处理苯系废气,当在滤速为0.20m/s以下时,ACF对苯、甲苯、二甲苯及其混合物的净化效率高达90%以上,ACF对3种不同物料的净化效率依次是邻二甲苯>甲苯>苯;在滤速为0.20m/s,ACF对苯系混合物的吸附容量为195mg/g左右;对ACF进行脱附后再进行吸附,连续14次实验其结果基本保持不变。汪明光等开发了活性炭纤维吸附处理含甲苯废气技术,并用热风解吸工艺进行了实验。在中试实验装置中,活性炭纤维用量510kg,装料厚度50mm下经过吸附、脱附实验,进口浓度为1600mg/m3的废气吸附1h,每公斤ACF的吸附量为0.22~0.25kg甲苯。用热风反吹吸附后的装置可达到解吸的目的,在脱附开始15~20min内,脱附率可达80%以上。


     2 , 醋酸丁酯废气处理

 

       目前,许多涂装行业采用醋酸丁酯作溶剂,故生产过程中产生大量的含醋酸丁酯废气,造成污染。孙彤等用活性碳纤维作为吸附材料,以恒温恒压的空气作载气,通过鼓泡法配置一定浓度的醋酸丁酯气体,当气速为0.06m/s时,ACF平衡吸附量近600mg/g,实验结果表明,在温度、气体流速、气体浓度3个因素中,温度对ACF的平衡吸附量影响大,随着温度的升高,ACF对醋酸丁酯的平衡吸附量下降,传质系数减少,穿透层高度增大。

     

     3  ,含烷烃废气处理

 

        等以ACF为吸附材料,采用吸附法对含环己烷有机废气进行吸附、回收、净化处理,运行结果表明,在废气量为50~300m3/h,废气含环己烷质量百分率为0.1~1.34%的条件下,用活性炭纤维进行吸附解吸,环己烷的回收率达88%,经济效益十分明显。在感光胶片的生产过程中有大量的二氯甲烷废气排出。李守信等在二氯甲烷废气的治理工程中,设计采用三箱吸附系统,当废气流量为10000m3/h,废气中二氯甲烷浓度为3000mg/m3的条件下,设备装置经过半年时间,运行状况一直良好,吸附效率一直保持在97%以上,大大改善了大气环境,每年净收益达7514万元。

      

     4  ,甲醇废气处理

 

        研究了PAN基炭纤维预氧毡、炭毡、空气氧化毡、KOH活化毡对甲醇这种有极性的小分子的吸附性能实验。实验发现活化程度高的ACF对甲醇蒸气表现出较高的吸附能力。P.Navarri等对二甲醛和乙酸乙酯利用炭纤维材料进行吸附处理,着重研究了不同碳纤维、纤维层数、不同气体以及气体浓度间的关系,取得了较好的效果。ACF吸附容量大而且脱附速度快,在溶剂回收方面也得到应用。在回收质量分数为2000�10-6的含酮混合溶剂中,回收率达98%,在回收丙酮、二氯乙烯、三氯乙烯的应用中,回收率均高于97%。

 

     5  ,前景展望

 

        活性炭纤维是一种用途广泛,极具前景的新材料,正逐步从实验室走向工业应用。国际上,ACF应用在废水处理中的研究较多,而对气体的处理主要是应用在空气净化、除臭等方面,随着对ACF的形成机制与吸附机理所深入研究,技术不断进步,ACF在处理挥发性有机废气方面将得到更为广泛的使用。自1962年美国专利首次涉及,随后美国ORNL使用活性炭纤维过滤放射性碘辐射以来,美国、英国、前苏联、特别是日本,是研究和使用ACF的大国,年产量近千吨。国内的ACF研究起始于80年代末期,到90年代后期陆续出现工业化装置。但活性炭纤维由于其价格是粒状活性炭的10倍以上,如活性碳纤维毡的售价比表面积为1200~1400m2/g,每公斤为360元左右;比表面积1400~1600m2/g,售价为430元左右。因此ACF价格的居高不下始终是限制其广泛应用的主要因素。低成本、高密度、高强度的活性炭纤维应是今后研究开发的重点。如A。B。Fuertes等用废弃的聚合物纤维经过一定加工与活化过程,制成了一种吸附性能优良的整体活性碳纤维,大大降低了生产成本。国外对ACF的应用已进入规模化生产,目前我国还处于研究中试阶段,相信随着生产成本的降低以及表面结构与性能的深入研究,ACF将在环保材料中占有越来越重要的地位。

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