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活性炭纖維吸附技術應用于有機廢氣處理

　　近年來，大氣污染問題以及如何治理引起了社會各界的關注，本文將主要介紹活性炭纖維吸附技術應用于有機廢氣處理，內容如下：

吸附原理：

　　吸附劑中含有非常密集的孔狀構造，其中有一種被稱為毛細管的小孔，毛細管具有非常強的吸附能力，同樣發達的孔隙構造也就意味著吸附劑具有著很大的表面積，使氣體(雜質)能與毛細管之間產生接觸，從而被毛細管的內壁所吸附。當其中的一個分子被毛細管吸附后，由于分子之間存在著相互吸引力的原因，會導致更多的分子接連不斷的被吸附，直到毛細管飽和為止。

　　需要指出的是，不是所有的微孔都能吸附有害氣體，這些被吸附的雜質的分子直徑是要小于活性炭的孔徑，即只有當孔隙結構略大于有害氣體分子的直徑，能夠讓有害氣體分子有效進入的情況下才能保證雜質被吸附到孔徑中，過大或過小都不行。所以需要通過不斷地改變原材料和活化條件來創造具有不同的孔徑結構的吸附劑，從而適用于各種雜質吸附的應用。

　　吸附劑在活化過程中，巨大的表面積和復雜的孔隙結構逐漸形成，吸附劑的孔隙的半徑大小可分為：大孔半徑>20000nm;過渡孔半徑150～20000nm;微孔半徑<150nm。相關產品：活性炭吸附設備。

吸附劑

　　活性炭是一種含碳材料制成的外觀呈黑色，內部孔隙結構發達，比表面積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料，是一種常見的吸附劑、催化劑或催化劑載體。

　　活性碳分為粒狀活性碳、粉末活性碳及活性碳纖維，但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生而被限制利用。

　　粒狀活性碳(GAC-granular activated carbon)一般為直徑在0.42 -0.85毫米之間的圓柱狀顆粒，理論上講粒狀活性炭產品顆粒越小，接觸空氣面積就越大，比表面積也越大，吸附性能就越好，但是顆粒越小，粉碎制作過程中損耗也越大，粉塵也越多，成本也就越高，所以很多廠家為降低成本，使用大顆粒活性炭，性能當然不好，一般顆粒大小在0.5毫米左右的活性炭既達到了不錯的性能，又確保不是粉末，沒有污染。GAC的孔結構一般是具有三分散態的孔分布，既具有按IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)分類的孔徑大于50nm的大孔，也有2.0～50nm的中孔(過渡孔)和小于2.0nm的微孔。但是由于GAC的孔狀結構、孔徑分布等原因，它的吸附速度較慢，分離率不高，特別是它的物理形態使其在應用和操作上的有諸多不便，GAC的應用范圍收到了限制。

　　活性碳纖維(ACF)是繼粉狀與粒狀活性碳之后的第三代活性碳產品。70年代發展起來的活性碳纖維是隨著碳纖維工業發展起來的一種新型的吸附劑。其顯著的特點是具有發達的比表面積(1000㎡/g~3000㎡/g)和豐富的微孔，微孔的體積占總孔體積的90%以上，微孔直徑約10Angstrom(1 Angstrom =1×10-10m)左右，故其有很強的吸附能力。

與傳統的粒狀活性碳(GAC)相比，ACF具有以下特點：

　　1、ACF與GAC的孔結構有很大的差異，如圖1和圖2所示。ACF的孔分布基本上呈單分散態，主要由小于2.0nm的微孔組成，且孔口直接開口在纖維表面，其吸附質到達吸附位的擴散路徑短，纖維直徑細，故與被吸附物質的接觸面積大，增加了吸附幾率，且可均勻接觸。

　　2、比表面積大，可達2500㎡/g，約是GAC的10~100倍;吸附容量大，約是GAC的1.5~100倍;吸附能力為GAC的400倍以上;吸附、脫附速度快，ACF對氣體的吸附數10秒至數分鐘可達平衡。

　　3、孔徑分布范圍窄，絕大多數孔徑在100 Angstrom(1 Angstrom =1×10-10m)以下，GAC的內部結構有微孔、過渡孔和大孔之分，而ACF的結構只有微孔及少量的過渡孔，沒有大孔，并且孔徑均勻，分布比較狹窄，為0.1~1nm，這是ACF吸附選擇性較好的原因。

　　4、ACF不僅對高濃度吸附質的吸附能力明顯，對低濃度吸附質的吸附能力也特別優異，如當甲苯氣體含量低到10ppm(1ppm=1×10-6，即百萬分之一，以下同)以下時，ACF還能對其吸附，而GAC高于100ppm時方能吸附;

　　5、耐熱、耐酸堿;具有很強的氧化還原特性，可將高價金屬離子還原為低價態;

　　6、體積密度小，濾阻小，約是GAC的1/3。可吸附粘度較大的液體物質，且動力損耗小。

　　而且ACF易再生，工藝靈活性大(可制成紗、布、氈或紙等多種制品);以及不易粉化和沉降等特征，這些特征有利于吸附和脫附，使得ACF對各種有機化合物具有較大的吸附量和較快的吸、脫附速度。

　　本文來源：有機廢氣處理廠家 http://www.fmkp.com.cn/

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