活性碳纤维用于有机废气处理分析

有机废气处理过程中有的会用到活性碳纤维，这是一种由C，H，O3种元素组成的，主要成分是碳。碳原子以类似石墨微晶片层形式存在的吸附物质，其吸附容量大，吸附脱附速度快，现在应用比较的广泛，下面跟恒峰蓝小编一起来看看活性碳纤维用于有机废气处理分析。

活性炭纤维英文简称ACF，亦称纤维状活性炭，是20世纪60年代继粉末状、粒状活性炭之后发展起来的第三代高效活性吸附材料和环保工程材料，其超过50%的碳原子位于内外表面，构筑成独特的吸附结构，被称为表面性固体。它是由纤维状前躯体经由碳化、活化制成。活性炭纤维是由C，H，O3种元素组成的，主要成分是碳。碳原子以类似石墨微晶片层形式存在，约占总数的60%，含氧官能团如羟基、醚基约占25%，羰基、羧基、酯基约占10%，此外还有其它形式的官能团以及金属等。活性碳纤维的基本机能取决于其先驱体的物理和化学性质，而它在各个领域中的应用又是由其基本机能决定的。与传统炭吸附材料比拟，ACF具有独特的化学结构和物理结构，因而它具有含碳量高、比表面积大、微孔丰硕且分布窄，吸附速度快，吸附容量大，再生轻易等后者不可相比的优异吸附脱附机能。活性炭纤维的比表面积一般可达1000～1600m2/g，微孔体积占总体积90%左右，其微孔直径为10μm～40μm。

活性碳纤维用于有机废气处理的特性

吸附容量大

ACF的吸附作用一直是人们研究和应用的热门，活性炭纤维具有发达的微孔结构，因而吸附量大。对有机气体、恶臭、腥臭物质，水溶液里的无机物、染料、有机物及重金属离子吸附量比颗粒状、粉状活性炭高几倍至几十倍。对细菌、低浓度吸附质的吸附能力特别优良。

吸附脱附速度快

ACF表面主要是孔径分布集中的微孔，吸附质无需象活性炭一样经长间隔的大孔，过渡孔到达微孔，粒内扩散阻力小，因而吸附速度快，对气体液体的吸附一般能在数十秒至数分种内即可达到吸附平衡。脱附速度快，且再生轻易，用120～150℃热空气加热10～30min即可完全脱附。在多次吸、脱附过程中，仍能保持原有的吸附机能。

活性碳纤维的氧化还原机能在其溶液中吸附金属离子时表现最为显著。活性炭纤维的氧化还原特性是由一系列电极电位不同的表面活性基团引起的，活性炭纤维可以作为还原剂，也可用作氧化剂，这取决于所用体系的电位高低。活性炭纤维在一定的催化温度下表现出很高的催化特性，通过用H2SO4活化ACF，使其表面有催化能力，可以在NH3存在下把NO还原成N2。

ACF还兼有纤维的各种特性，能制成纤维束、纸、布、毡等外形，且机能良好，还能耐高温、酸、碱，且能对活性炭纤维进行改性，大大拓宽其用途。因为以上机能，活性炭纤维一问世就得到人们广泛的关注和深入的研究，目前被广泛应用于冶金、食物、化工、医药、环保等领域。

跟着有机化工产品在产业中的广泛应用，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。其中产业出产中的涂装业是废气污染严峻的行业，涂料则是起主导作用的第一要素。涂装功课中所使用的涂料，大部门为溶剂性涂料，其溶剂含量为60%左右，这部门溶剂最后都披发到功课环境和大气中去，不但铺张资源，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。综观海内外该类有害气体的管理技术，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合用。因为ACF具有优良的吸附脱附机能，可有效地将出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起着替换颗粒和粉末活性炭在有机废气处理中的作用。

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，严峻污染大气环境，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下经由吸附、脱附实验，入口浓度为1600mg/m3的废气吸附1h，每公斤ACF的吸附量为0.22～0.25kg甲苯。

醋酸丁酯废气处理

目前，很多涂装行业采用醋酸丁酯作溶剂，故出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的平衡吸附量影响最大，跟着温度的升高，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。

含烷烃废气处理

徐雪峰等以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%的前提下，用活性炭纤维进行吸附解吸，环己烷的回收率达88%，经济效益十分显著。在感光胶片的出产过程中有大量的二氯甲烷废气排出。

甲醇废气处理

陆安慧等研究了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机能实验。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。

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