吸附法处理VOC有机废气

吸附法处理VOC有机废气

 

脱除VOCs的方法很多，吸附法具有效率高、能耗低、操作简单、可回收利用等***点，成为脱除VOCs的有效技术。

 

一、吸附机理

 

物质内部分子上的力是对称的，所以相互平衡。但界面分子的力场是不饱和的，界面分子可以吸附在液体或固体物质表面。一种或几种物质在另一种物质表面积累的过程和现象称为吸附。

 

吸附的基本原因是物质内部的分子和周围的分子之间存在相互吸引。

 

二、吸附剂

 

吸附剂是VOCs吸附技术的关键。理想的吸附剂通常具有比表面积***、表面结构合适、易于再生和成本低的***点。

 

吸附剂一般可以分为无机吸附剂和有机吸附剂，无机吸附剂在实际应用中更为常见。一般来说，VOCs吸附剂主要包括以下几类:活性炭、分子筛、粘土、金属-有机骨架材料、有机吸附剂。

 

2.1.活性炭

 

活性炭是一种应用广泛的吸附剂，具有疏松多孔的***性，比表面积高，孔容***，对VOCs有很强的吸附能力，尤其是对苯系物等***分子，但对甲醛等小分子的吸附性能较差。

 

活性炭的表面官能团结构对活性炭的吸附性能有重要影响。活性炭的表面酸碱性和孔结构往往通过调节活性炭表面含氮和含氧官能团的种类和数量来调节，以提高其对VOCs的吸附性能。

 

2.2分子筛

 

分子筛是******的VOCs吸附剂之一，具有较***的比表面积和微孔体积，对水等极性分子具有很强的吸附能力。

 

目前使用的吸附剂很多，有NaY、Hβ、ZSM-5、SBA-15、MCM-41等。总的来说，分子筛材料已经被广泛用于吸附VOCs。

 

不同类型的分子筛对VOCs的吸附效果不同，需要对分子筛进行化学修饰和改性，以提高VOCs的去除效果。

 

2.3粘土

 

粘土因其比表面积***、孔结构***、成本低而得到广泛应用。比表面积较***的粘土矿物，如海泡石、坡缕石等，可以直接应用于气体吸附。

 

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，具有较***的比表面积和阳离子交换容量。

 

表面活性剂改性的有机膨润土对有机污染物的吸附性能显著提高，不同表面活性剂改性的有机膨润土对吸附质具有选择性。

 

2.4.金属有机框架材料

 

金属有机骨架材料是近十年来发展起来的一种新型材料。由于其高比表面积和稳定的化学性质，其在吸附环境有***有机气体方面的应用已被研究者广泛研究。

 

MOF吸附的VOCs包括MOF-5、MIL-101和MOF-177。

 

2.5.有机吸附剂

 

有机吸附剂主要是指高分子吸附树脂，具有多孔、高度交联和吸附的***点，可以浓缩和分离有机物。

 

吸附树脂主要分为凝胶型和***孔树脂，目前***孔树脂应用广泛。

 

随着***孔离子交换树脂的出现，***孔吸附树脂得到了发展。吸附树脂的吸附性能与活性炭相似，***部分可以定量吸附，重复使用。

 

活性炭虽然具有******的吸附性能，但往往难以再生。目前商用吸附树脂品牌有200多种，并且在不断增加。

 

根据树脂的表面性质，吸附树脂一般分为四类:非极性、中极性、极性和强极性。