有机气体的化学特性:有机气体的气体分子量是我们设计时的又一个重要依据之一。另外气体中是否混有酸性、碱性气体,这两种气体会腐蚀主体材料,所以在设计时也应该考虑到,在气体没有进入活性炭塔体之前将这两种气体处理掉。 其他因素:设计的处理风量、设备每天的工作时间、活性炭的更换频率;在设计时都要向客户详细地了解。
活性炭吸附塔主要由活性炭层和承托层组成。活性炭具有发达的空隙,比表面积大,具有很高的吸附能力, 活性炭是一种具有高度发达的孔隙结构的内表面积的人工炭材料制品。主要由碳元素(87%—97%)组成。吸附作用是活性炭的显著的特征了,它可以从气相或者液相中吸附各种物质,且吸附能力很大。
活性炭吸附塔能对苯、醇、酮、觯、酯、汽油类等有机溶剂的废气吸附回收,更适用于小风量高浓度的废气治理,因此喷涂、食品加工、印刷电路板、半导体制造、化工、电子、制皮业、乳胶制品业、 造纸等行业均可选用. 活性炭吸附塔设备主要是利用多孔性固体吸附剂活性炭具有吸附作用,能有效的阹除工业废气中的有机类污染物质和色味等,广泛应用于工业有机废气净化的末端处理,净化效果良好。
活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料,经碳化和活化制成。有粉状(粒径为10~50微米)和颗粒状(粒径为0.4~2.4毫米)两种。通性是多孔,比表面积大。总表面积达每克500~1000㎡。主要性能参数是吸附容量和吸附速率。吸附容量是单位重量活性炭达到吸附饱和时能吸附的溶质量,和原料、制造过程及再生方法有关。活性炭吸附容量越大,所用活性炭量越省。吸附速率是指单位重量活性炭在单位时间内能吸附的溶质量。因活性炭吸附有选择性,性能参数应由实验测定。颗粒活性炭要有一定的机械强度和粒径规格。
活性炭在同温同压下,不同吸附剂对一定分子的吸附能力有所不同。活性炭不断吸附水中溶质和有机废气,直到吸附平衡即溶质浓度不再改变时为止。活性炭是经过活化处理后的碳,其具备比表面积大,孔隙多的特点,使其具有较强吸附能力。颗粒碳比表面积一般可达700—1200m2/g,其孔径大小范围在1.5nm一5um之间。其活性炭吸附方式主要通过2种途径:一是活性炭与气体分子间的范德华力,当气体分子经过活性炭表面,范德华力起主导作用时,气体分子先被吸附至活性炭外表面,小于活性炭孔径的分子经内部扩散转移至内表面,从而达到吸附的效果,此为物理吸附;二是吸附质与吸附剂表面原子间的化学键合成,此为化学吸附。活性炭吸附一般适用于大风量、低浓度、低湿度、低含尘的有机废气。
目前比较常用的是利用活性炭吸附和催化燃烧使活性炭脱附从而进行重复使用的组合设备,即活性炭吸附浓缩催化燃烧RCO设备。其原理为先将有机废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附,然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生;脱附下来的有机物已浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸汽排出。当有机废气的浓度达到2000mg/m3以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排入大气,大部分被送往吸附床,用于活性炭再生。这样可满足燃烧和吸附所需的热能,达到节能的目的。再生后的可进入下次吸附;在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间续操作。