活性炭纖維在氣相中吸附回收溶劑的應(yīng)用

處理氣體的種類

活性炭纖維能回收的溶劑煤干餾氣體苯、汽油等C₅以上的烴類物質(zhì)天然氣液化石油氣、裂化氣等CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₄H₁₀、C₅H₁₂等。煙道氣、二氧化硫汽車揮發(fā)氣體、汽油、柴油、原子反應(yīng)堆排氣、放射性碘、氪、氙等

香族類：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯

酮類：丙酮、環(huán)乙酮、甲乙酮、丁酮

酯類：醋酸乙酯、醋酸丁脂、異戊酸甲脂、香蕉水、乙酸乙酯

烷烴類：戊烷、已烷、、氯甲烷、環(huán)已烷、

醇類：甲醇、乙醇、丁醇、異丙醇

其它：乙烯氧化物、丙烯氧化物、等香料成分、四氯化鈦、二硫化碳、二氯化鈦、氧化氮

2．活性炭纖維的孔隙結(jié)構(gòu)

活性炭纖維是以有機(jī)聚合物或?yàn)r青為原料生產(chǎn)的，灰份低，其主要元素是碳，碳原子在活性炭纖維中以類石墨微晶的亂層堆疊形式存在，三維空間有序性較差，經(jīng)活化后生成的孔隙中，90%以上為微孔，這就為活性炭纖維提供了大量內(nèi)表面積。

活性炭纖維另一個(gè)特點(diǎn)是具有較大的外表面積，而且大量微孔都開口在纖維表面，在吸附和解吸過程中，分子吸附的途徑短，吸附質(zhì)可以直接進(jìn)入微孔。這為活性炭纖維的快速吸附，有效地利用微孔提供了條件。而活性炭需要經(jīng)過由大孔、過渡孔構(gòu)成的較長的吸附通道。

4.活性炭纖維的吸附特性

①吸附容量大。活性炭纖維具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)?；钚蕴坷w維對(duì)有機(jī)化合物蒸汽有較大的吸附量，對(duì)一些惡臭物質(zhì)，如正丁基硫醇等吸附量比粒狀活性炭大幾倍、甚至幾十倍。對(duì)無機(jī)氣體如NO、NO₂、SO_2、、H₂S、NH₃、CO、CO₂以及HF、SiF₄等也有很好的吸附能力。對(duì)水溶液中的無機(jī)化合物、染料,苯酸等有機(jī)化合物及貴重金屬離子的吸附量也比粒狀活性碳高，有的高5-6倍。對(duì)微生物及細(xì)菌也有良好的吸附能力，例如對(duì)大腸桿菌的吸附率可達(dá)94-99%。

*在20℃飽和蒸氣壓下的吸附量。

②吸附速度快。由于活性炭纖維外表面積比粒狀活性炭大1-2個(gè)數(shù)量級(jí)，而且許多微孔直接開口在纖維表面上，可以直接接觸吸附質(zhì)分子，所以，ACF的吸附速度快。比粒狀活性碳高2至3個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)氣體的吸附一般在數(shù)十秒或幾分鐘內(nèi)達(dá)到吸附平衡，對(duì)液體的吸附也只需幾十分鐘達(dá)到平衡。

③脫附速度快。由于纖維較細(xì)，外表面容易被加熱，所以脫附的速度也很快。圖3為ACF與GAC對(duì)甲苯的吸附與脫附特性。脫附時(shí)，用N₂作脫附載體在150℃進(jìn)行脫附，ACF約3分鐘就完全脫附，而GAC只能稍微脫附。因此，GAC脫附時(shí)間如果不充分，由于脫附不全而導(dǎo)致吸附能力降低。

5.活性碳纖維的其它特性

(1) 體密度小，過濾阻力小，約為粒狀活性碳的三分之一，可用于吸附粘度較大的液體物質(zhì)，動(dòng)力消耗低。透氣性較好，壓力損失小，其計(jì)算公式為：

△p=2.26×v×d(pa)          △p—壓損單位 pa  

v—?dú)怏w流速單位 cm/s,   d—?dú)謱雍穸?/span>單位 cm

(2)強(qiáng)度高，不易粉化，吸附層不會(huì)因?yàn)樗樾汲练e和沉積不均而造成阻力增加或流體分布不均，不會(huì)造成二次污染。

(3)純度高，雜質(zhì)少，可用于食品加工和醫(yī)療衛(wèi)生工業(yè)。

(4)形態(tài)多樣性，可加工成氈、布、紙以及其它形態(tài)。

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