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活性炭纤维(ACF)是一种具有良好吸附及再生性能的新型碳材料,具有比表面积大、吸附和再生速度快、使用寿命长等优点,近年来在废水处理、空气净化等领域得到了较为广泛的应用。本文采用活性炭纤维作为吸附剂,探讨活性炭纤维对氯仿有机废气的动态吸附,研究了ACF吸附氯仿效率的影响因素,包括ACF预处理、氯仿不同浓度、气速、不同吸附温度、ACF不同用量、再生温度、再生次数等多个方面。同时研究了活性炭纤维吸附氯仿的机理,用Langmiur、Freundlich和DR三种方程拟合吸附等温线,描述吸附机理。以便更深刻地认识活性炭纤维的吸附过程,更好的控制吸附条件。据此研究建立了吸附处理工艺条件,并对所涉及的工艺进行设备设计和核算。
结果表明:ACF经过预处理、氯仿在低浓度、低流速、低温度均有利于吸附。ACF对氯仿吸附是一个放热过程,以物理吸附为主。在120℃以上氯仿很容易从ACF脱附,并且多次再生对吸附性能没有影响,再生温度可能存在阈值。提高氯仿气体滤速,气体压降增大。
在25℃时吸附等温线为优惠的吸附等温线,当气体中的吸附质分压很低时,吸附剂的吸附量仍很高,可以保证痕量物质的去除。在极低的浓度下,吸附平衡与Langmuir方程比较吻合,其吸附等温线是典型的Langmuir型,吸附是单分子层吸附。随着浓度的增大,吸附覆盖度加大,用DR方程计算吸附量更准确。
在工艺设计方面采用,针对实际氯仿废气,采用三吸附流程,常温下吸附,吸附时间20min,饱和后采用干热空气脱附,脱附时间10min,三个吸附柱循环使用,吸附吸附率达到95%,最终氯仿尾气达标排放。
综上所述,本实验采用活性炭纤维吸附法对处理氯仿有机废气具有理论和实际意义,既解决了环境污染问题,又实现了氯仿的资源化利用,具有很好的工业应用前景。