活性炭去除空氣中的有機(jī)溶劑蒸氣
活性炭去除空氣中的有機(jī)溶劑蒸氣
很多地區(qū)的部分植物廢料沒有得到足夠有效的利用，這些植物廢料可用于能源生產(chǎn)和作為制造碳吸附劑的原料。本次研究的活性炭是從含碳量高的材料(包括廢物)中獲得的。各種木質(zhì)纖維素和煤材料被用作計(jì)劃用于生產(chǎn)活性炭的原材料。它們經(jīng)過(guò)熱處理(活化)和一些特定的條件下制成商業(yè)活性炭，能最大的利用了植物廢料的價(jià)值。并且對(duì)所獲得的活性炭吸附劑進(jìn)行了評(píng)估，作為使用示例正丁醇從氣流中提取揮發(fā)性有機(jī)溶劑蒸氣的一種方法。
活性炭用于吸附有害成分，例如在煤或石油燃燒過(guò)程中形成的有害成分。這些吸附劑中通常存在大量微孔和比表面積，以及再生和循環(huán)使用的能力、化學(xué)惰性和相對(duì)安全性，這些都是非常必要和有用的特性，決定了它們的可制造性和廣泛的應(yīng)用。我們以從其與空氣的混合物中提取正丁醇蒸氣為例，評(píng)估了化學(xué)法活性炭吸附劑作為溶劑回收技術(shù)試劑的能力。
活性炭對(duì)正丁醇的去除
根據(jù)多種測(cè)試獲得植物廢活性炭技術(shù)指標(biāo)除中，活性炭1、2對(duì)于正丁醇的去除效果比較好，3、4、5對(duì)碘和苯的吸附能力非常好，盡管其余的活性炭具有良好的能力，但是為了和專用活性炭的吸附性能做比較，選擇了植物廢料活性炭1和2。為了比較評(píng)估使用通過(guò)上述化學(xué)活化從植物廢料中獲得的活性炭在幾乎相同的條件下從其VMA中提取揮發(fā)性有機(jī)溶劑蒸氣的可行性，以實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的正丁醇蒸汽和活性炭的使用為例，研究了這些過(guò)程的動(dòng)力學(xué)和平衡。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)即使在成分指標(biāo)、技術(shù)特征和處理來(lái)自不同地理形成地點(diǎn)的相同類型廢物形式的原材料的條件下，活性炭吸附劑的產(chǎn)率和個(gè)體特性也很接近。根據(jù)現(xiàn)有的信息來(lái)源，它們并不總是與其最佳樣本相對(duì)應(yīng)。下述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了這種情況。然而，它們具有不同的，并且在某些情況下具有高效率，可用于解決從工業(yè)排放物和排放物的有機(jī)雜質(zhì)中凈化的廣泛?jiǎn)栴}。在植物廢物(a)中獲得的活性炭從其VMA中吸附正丁醇蒸氣的動(dòng)力學(xué)曲線在圖1和圖2中進(jìn)行了比較。
圖1：使用過(guò)的活性炭樣品在20℃時(shí)對(duì)來(lái)自VMA的正丁醇蒸氣的吸附動(dòng)力學(xué)。
來(lái)自植物廢料的活性炭中，活性炭的K值表示吸附劑的吸收能力的最高值，活性炭2的最佳值是由于微孔體積大。表征煤與丁醇相互作用的能量的模型參數(shù)n是活性炭的最小參數(shù)。這對(duì)應(yīng)于最凸的吸附等溫線(圖2)，這有利于捕獲低濃度的丁醇蒸氣。就活性炭3而言，除活性炭4外，所有活性炭均優(yōu)于活性炭5，與活性炭2相當(dāng)。根據(jù)極限飽和值，由圖1和圖2中的動(dòng)力學(xué)曲線證明。如圖1所示，繪制了相應(yīng)的吸附等溫線(圖2)。
圖2：所表征的比較系統(tǒng)中的吸附平衡。
活性炭去除空氣中的有機(jī)溶劑蒸氣，在植物廢料的活性炭中，活性炭的吸附能力比較高，主要由于它的微孔體積大。經(jīng)過(guò)表征與丁醇相互作用的能量的模型參數(shù)的比較。對(duì)應(yīng)吸附等溫線，表示這有利于去除低濃度的丁醇蒸氣。
本文作者：董帝豪
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