活性炭对有毒有害气体的处理净化作用

发布时间:2021/7/17 16:24:04

1.空气污染物

由于人类活动或自然过程,排放到大气中的物质,对人类环境产生不利影响,统称空气污染物。空气的污染源可分为两类:自然污染—例如火山排出的,油田、煤田逸出的,动植物腐败放出的污染物;人力污染—例如生活和生产活动产生的污染物。

空气污染物主要有以下4类

(1)气态污染物

①含硫化合物:硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫酸盐等;

②含氮化合物:氨、氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、四氧化二氮、亚硝酸盐、亚硝胺等;

③含氯化合物:多氯酰苯、二嗯英等;

④碳氧化物:一氧化碳、二氧化碳等;

⑤碳氢化合物:烷烃、烯烃、芳香烃(苯、多环芳烃、芘)、含氧烃(醛、酮)等;

⑥卤素化合物:氟化氢、氯化氢等。

(2)放射性物质

(2)放射性物质

①氡;

②由核电站事故和核武器试验造成的放射性尘埃引起的大气污染:如放射性同位素1311,137 Cs、239Pu和90Sr等。

(3)粉尘燃烧过程产生的二氧化硅、氧化铝、氧化铁等污染物,可分为两类:一类是粒径大于10μm的降尘,一类是粒径小于10μm的飘尘。

(4)综合性的空气污染物

①光化学烟雾,是排放在空气中的一氧化碳、碳氢化合物、氧化氮等受日光照射,发生复杂反应,形成的二次污染物,含有如乙醛、过氧化乙酰硝酸酯、臭氧等强烈刺激性烟雾;

②酸雨,是空气中二氧化硫及氮氧化合物转变为硫酸、硝酸,形成酸雾或被飘尘吸附,与降雨一起落下后称为酸雨,酸雨的pH<5.6。

2.空气污染物的治理

室外空气的净化,很早就引起人们注意;近30年来对室内空气的质量,开始重视。据研究,室内空气的污染源有;建筑材料如砖、墙纸、油漆;燃气、烧煤等的燃烧;油炸、熏烤类的烹任;吸烟的烟雾;某些化妆品。室内散发出来的污染物种类很多、数量不少;美国EPA称,挥发性有机物浓度在室内常比在室外高出几倍;近年有研究表明,空调系统常因换气不佳,严重污染了室内空气。

空气污染的治理中,活性炭吸附法或催化法使用普遍。废气与具有大表面的多孔性的活性炭接触,废气中的污染物被吸附,使其与气体混合物分离而起净化作用。用于气体吸附的活性炭是颗粒状的,微孔结构较发达,采用固定附床或流动吸附床。用活性炭除去有害气体与其他方法相比,有下列特征:

①吸附气体的种类多;

②多数情况下对于混合气体也有效;

③受水蒸气和二氧化碳的影响不大;

④吸附速度快;

⑤可以设计成携带式、移动式装置;

⑥活性炭可以再生:

就活性炭以外的吸附剂来看,硅胶、活性氧化铝对于具有碱性或者ji性强的分子结构的气体显示出亲和性,并很容易受到由于它们对水蒸气强烈地吸附而形成的妨碍,所以对所有的有机气体的吸附力都很弱。沸石对于多种分子,按分子大小显示出不同的吸附亲和力,而具有分子筛作用,这种作用由于水蒸气而受到很大妨碍。磺化煤对于氨、胺等碱性气体,碱石灰对于盐酸等酸性气体各有吸附力,但这两种吸附剂不具有多孔性,气体吸收速度缓慢等,各都具有特异性的吸附力。与这些吸附剂相比,活性炭可以说是用途zui广的一种吸附剂。

活性炭是用途zui广的一种吸附剂,吸附流程有以下三种形式。

  1. 间歇式流程 常用单个吸附器。应用于废气间歇排放、排气量较小、排气浓度较低的情况。吸附饱和后需要再生。当间歇排气的间隔时间大于再生所用的时间,可在吸附器内再生;当间歇排气时间小于再生所用时间时,可将吸附器内的活性炭更换,将失效活性炭集中再生。
  2. 半连续式流程 由两台并联组成。zui普遍应用的流程,既可用于处理间歇排气,又可用于连续排气。其中一台吸附器进行吸附,另一台吸附器进行再生。
  3. 连续式流程 由连续操作的流化床吸附器、移动床吸附器等组成,处理连续排出废气,不断有用过的活性炭移出床外再生,并不断有新鲜的活性炭或再生的活性炭补充到床内。

用活性炭吸附气体中的污染物,一般要避免高温,因为吸附量随温度上升而下降;要避免高湿度,因为高湿度会降低吸附量;要避免高含尘量,因为焦油类尘雾会堵塞活性炭细孔、降低吸附,应采取过滤等预处理。

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