活性炭纤维——吸附挥发性有机废气
活性炭纤维是近年来的热点吸附剂。直径一般为10~30pm,也称纤维状活性炭。活性炭纤维是一种用途广泛、前景广阔的新材料,正逐渐从实验室走向工业应用。
随着对活性炭纤维的形成机理和吸附机理的深入研究,技术不断完善。与以往的活性炭相比,它具有成型性好、耐酸碱、导电性好、化学稳定性高等特点,活性炭纤维将在挥发性有机废气的处理中得到更广泛的应用。
含苯系物废气的处理
当过滤速度低于0.20m/s时,活性炭纤维对苯、甲苯、二甲苯及其混合物的净化效率高达90%。在过滤速率为0.20m/s时,活性炭纤维对苯混合物的吸附量约为195 mg/g,王明光等人开发了活性炭纤维吸附技术处理含甲苯废气,并用热风解吸工艺进行了实验。热空气反吹吸附后该装置可实现解吸,解吸开始后15 ~ 20分钟内解吸率可达80%以上。
醋酸丁酯废气处理
目前很多涂料行业使用醋酸丁酯作为溶剂,生产过程中产生大量含醋酸丁酯的废气,造成污染。以活性炭纤维为吸附材料,恒温恒压空气为载气,采用鼓泡法制备一定浓度的醋酸丁酯气体。实验结果表明,随着温度的升高,活性炭纤维对乙酸丁酯的平衡吸附量降低,传质系数降低,渗透层高度增加。
含烷烃废气的处理
以活性炭纤维为吸附材料,采用吸附法对含环己烷的有机废气进行吸附、回收和净化。运行结果表明,当废气量为50~300 m3/h,废气中环己烷的质量分数为0.1~1.34%时,环己烷的回收率为88%,经济效益十分明显。
甲醇废气处理
结果表明,高活化度的活性炭纤维对甲醇蒸汽具有较高的吸附能力。活性炭纤维吸附容量大,脱附速度快,也用于溶剂回收。在质量分数为2000×10-6的含酮混合溶剂中,回收率为98%,在回收丙酮、二氯乙烯和三氯乙烯的应用中,回收率高于97%。
低成本、高密度和高强度的活性炭纤维应是今后研发的难点。国外活性炭纤维的应用已进入规模化生产。目前,我国仍处于研究的试点阶段。相信随着生产成本的降低和表面结构与性能研究的深入,活性炭纤维将在环保材料中发挥越来越重要的作用。