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北京柱状活性炭吸附VOCs常见评价指标有哪些

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  在废气VOCs治理设施中,柱状活性炭发挥着无可替代的重要作用,可以说市面上用的较广泛的治理技术即为活性炭吸附技术。特别是常规工艺,如光氧、等离子、洗涤喷淋等,均需要和活性炭吸附工艺结合,变成“组合工艺”,似乎这样才能让环评通过的合理性或者治理设施达标性上加分。活性炭吸附工艺在柱状活性炭未吸附饱和前,确实有明显效果,特别是在未吸附饱和前进行达标监测,成了一道很有用的保障设施。比如现在废气VOCs治理领域常用的柱状活性炭,要评价柱状活性炭好坏,首先要了解其评价指标。

  柱状活性炭的指标有很多,譬如碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、比表面积、四氯化碳、铁盐、灰份、水份等,不同领域的话对指标的选择性都不一样,木质柱状活性炭一般在食品医药领域为主,煤质柱状炭在废气污水居多、椰壳在净水领域。

  一、碘值和亚甲基蓝值

  1、碘值是指活性炭在0.02N上12/KL水溶液中吸附的碘的量。碘值与直径大于10A的孔隙表面积相关联。表示活性炭的大于1.0nm微孔的发达程度,由于碘分子大小为0.6nm左右,在考虑到其他一些因素,所以碘吸附值表征1.0nm孔径的发达程度,是活性炭对小分子杂质吸附能力的表现,一般而言,碘值越高吸附才能越强。

  2、亚甲基蓝值指标主要用于活性炭液相吸附中,亚甲基蓝是一种深蓝色染料,对它的吸附量反映了活性炭吸附分子物质的能力,具有大量微孔的活性炭,此值较高。亚甲蓝值是指1.0克炭与1.0mg/升浓度的亚甲蓝溶液达到平衡状态时吸收的亚甲蓝的毫克数。由于亚甲基蓝的分子直径大于碘分子直径,所以一般用碘值表征活性炭微孔数量的多少,用亚甲基蓝表征活性炭中孔数量的多少。

  注:GB/T 7702.6-1997中规定的亚甲基蓝的测试方法是称取一定量的经磨碎、烘干的活性炭试样与配制好的已知浓度的亚甲基蓝溶液充分混合吸收,过滤后利用分光光度计在波长6655m下测定滤液的吸光度,与硫酸铜标准色液(质量分数为0.4%的水溶液),的吸光度相对照,调整加人的亚甲基蓝溶液的量,直到测出的试样滤液与硫酸铜标准色溶液的吸光度读数差不超过±0.02时为止。计算出每克活性炭吸附亚甲基蓝的质量(mg)。

  二、灰分和水分

  1、活性炭中包含无机物,通常是铝和硅。灰分是研磨成粉状的碳在954℃时燃烧3个小时的剩余残渣。从技术角度看,灰分是活性炭矿物氧化物的组分。通常定义为在一定量的样品被氧化后的重量百分比。常见的柱状活性炭指标中灰分是很重要的项,因为柱状活性炭的灰分含量影响了活性炭的品质,就是对柱状活性炭的性能有很大的影响。柱状活性炭的灰分含量如果越高,则活性比表面积会越小,那么柱状活性炭的吸附值越低。因此活性炭吸附能力与其灰分含量成反比,也就是说,活性炭的灰分含量越高,则活性炭的吸附值越低,活性炭的灰分含量越低,则活性炭的吸附力越强。

  2、水分是测量碳所含水的多少。用Dean-Stark trap和冷凝器,在二甲苯溶液中煮沸活性炭来测量水分。为了测试水分,水被冷凝和截留在待测定臂状容器内。柱状活性炭的水含量也可以通过在150℃下烘干3小时后活性炭重量上改变来测定。水分是活性炭中被吸附的水的重量的百分比。

  三、堆积重

  堆积重是测量特定量炭的质量的方法。通过逐渐把活性炭添加一个有刻度圆桶内至100cc,并测量其质量。该值被用于计算填充特定吸附装置所需柱状活性炭数量。简单地说,堆积重是活性炭每单位体积的重量。此值用于计算活性炭的购买量。但从该值的大小也可以看出活性炭孔隙的多少,一般为0.4-0.5g/cm3,数值低的,相对而言孔比较发达,但漂浮损失会上升。

  在实际VOCs治理工程中,使用柱状活性炭工艺需要特别考虑如下几点:

  1、因柱状活性炭燃点低,在吸附与再生过程中易于着火,安全性要慎重;

  2、在柱状活性炭表面含有多种氧基团和一些金属氧化物(灰分),表面性质非常复杂,某些醛类、酚类、酮类有机物吸附后易于发生表面化学反应而变质,且吸附放热过程的安全性要慎重;

  3、由于表面含氧基团的存在,造成柱状活性炭吸水能力增强,在高湿度条件下处理废气时对有机物的选择性吸附能力快速下降,除湿要做好。

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