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活性炭的吸附功能在環(huán)保行業(yè)得到很好的利用,尤其是那些難以處理的有機(jī)廢氣,也都可以選擇活性炭來進(jìn)行吸附處理,從而減少不達(dá)標(biāo)排放的可能性。那么活性炭的吸附原理是怎樣的呢?接下來小編為大家介紹一下。
活性炭吸附機(jī)理
吸附和脫附互為可逆過程。當(dāng)用新鮮的吸附劑吸附氣體中的吸附質(zhì)時(shí),由于吸附劑表面沒有吸附質(zhì),因此也就沒有吸附質(zhì)的脫附。但隨著吸附的進(jìn)行,吸附劑表面上的吸附質(zhì)逐漸增多,也就出現(xiàn)了吸附質(zhì)的脫附,且隨著時(shí)間的推移,脫附速度不斷增大。但從宏觀上看,同一時(shí)間吸附質(zhì)的吸附量仍大于脫附量,所以過程的總趨勢認(rèn)為是吸附。當(dāng)同一時(shí)間吸附質(zhì)的吸附量與脫附量相等時(shí),吸附和脫附達(dá)到動態(tài)平衡,此時(shí)稱為達(dá)到吸附平衡。平衡時(shí),吸附質(zhì)在流體中的濃度和在吸附劑表面上的濃度不再變化,從宏觀上看,吸附過程停止。平衡時(shí)的吸附質(zhì)在流體中的濃度稱為平衡濃度,在吸附劑中的濃度稱為平衡吸附量。
當(dāng)吸附質(zhì)與吸附劑長時(shí)間接觸后,終將達(dá)到吸附平衡。吸附平衡量是吸附劑對吸附質(zhì)的極限吸附量,亦稱靜吸附量分?jǐn)?shù)或經(jīng)活性分?jǐn)?shù),用表示,無量綱。它是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中十分重要的參數(shù)。吸附平衡時(shí),吸附質(zhì)在氣、固兩相中的濃度關(guān)系,一般用吸附等溫線表示。吸附等溫線通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制,也常用各種經(jīng)驗(yàn)方程式來表示。
活性炭吸附原理
1、吸附過程
當(dāng)兩相組成一個(gè)體系時(shí),其組成在相界面與相內(nèi)部是不同的,處在兩相界面處的成分產(chǎn)生了積蓄(濃縮),這種現(xiàn)象稱為吸附。吸附處理廢氣時(shí),吸附的對象是氣態(tài)污染物,被吸附的氣體組分稱為吸附質(zhì),吸附氣體組分的物質(zhì)稱為吸附劑。
使已被吸附的組分從達(dá)到飽和的吸附劑析出,吸附劑得以再生的操作稱為脫附。即被吸附于界面的物質(zhì)在一定條件下,離開界面重新進(jìn)入體相的過程,也成解吸。而當(dāng)吸附進(jìn)行一段時(shí)間后,由于表面吸附質(zhì)的濃集,使其吸附能力明顯下降而不能滿足吸附凈化的要求,此時(shí)需要采用一定的措施是吸附劑上已吸附的吸附質(zhì)脫附,恢復(fù)吸附劑的吸附能力,這個(gè)過程成為吸附劑的再生。因此,在實(shí)際工作中,正式利用吸附劑的吸附—再生—吸附的循環(huán)過程,達(dá)到除去廢氣中污染物質(zhì)并回收廢氣中有用組分的目的。
2、脫附過程
脫附過程是在吸附劑結(jié)構(gòu)不變化或者變化極小的情況下,將吸附質(zhì)從吸附劑孔隙中除去,恢復(fù)它的吸附能力。通過再生使用,可以降低處理成本,減少廢渣排放量,同時(shí)回收吸附質(zhì)。被吸附的組分重新釋放,釋放的氣體濃度高于原混合氣的濃度。
促進(jìn)解吸的條件有:
(1)提高溫度(熱再生;
(2)抽真空以降低壓力(變壓解吸附);
(3)降低吸附劑周圍組分的濃度(空氣吹掃)。
3、吸附量
吸附量是指在一定條件下單位質(zhì)量的吸附劑上所吸附的吸附質(zhì)的量,通常以kg吸附質(zhì)/kg吸附劑或質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示,它是吸附劑所具有吸附能力的標(biāo)志。在工業(yè)上吸附量稱為吸附劑的活性。