活性炭脫附VOCs工藝有哪幾種？

活性炭脫附VOCs工藝有哪幾種？目前， VOCS的回收方法主要有：吸收法、吸附法、冷凝法和膜分離法，通常將吸附與冷凝法連用，吸附劑首選活性炭，因為活性炭具有吸附能力強(qiáng)、耐酸堿、耐熱、原料充足、易再生的優(yōu)點，一般流程為：吸附、脫附、冷凝回收。 脫附是創(chuàng)造與低負(fù)荷相對應(yīng)的條件，引入物質(zhì)或能量使吸附質(zhì)分子與活性炭之間的作用力減弱或消失，除去可逆吸附質(zhì)。傳統(tǒng)的脫附方法有水蒸汽、熱氣體脫附，變壓脫附，溶劑置換，近年又出現(xiàn)了電熱法、超聲波再生法、微波輻照等新興脫附方法。

下面來看看：
一、水蒸汽、熱氣體脫附法
適用于脫附沸點較低的低分子碳?xì)浠衔锖头枷阕逵袡C(jī)物，水蒸汽熱焓高且易得，經(jīng)濟(jì)性、安全性好，但是對于高沸點物質(zhì)的脫附能力較弱，脫附周期長，易造成系統(tǒng)腐蝕，對材料性能要求高；回收物質(zhì)的含水量較高，解吸易于水解的污染物(如鹵代烴)時會影響回收物的品質(zhì)；水蒸汽脫附后，吸附系統(tǒng)需要較長時間的冷卻干燥才能再次投入使用，還存在冷凝水二次污染的問題。與水蒸汽解吸相比，熱氣體解吸的冷凝水二次污染很少，回收到的有機(jī)物含水量低 (對于水溶性的有機(jī)物更顯優(yōu)勢)，便于進(jìn)一步精制回收，再生干燥、冷卻時間短，對吸附系統(tǒng)材料要求較低。熱氣體脫附的缺點是氣體熱容量較小，氣體熱交換所需面積相對較大，如果直接采用熱空氣解吸，可能存在一定的危險性，而且氧的存在會影響回收物質(zhì)的品質(zhì)，所以需要控制再生氣體中氧的含量，增加回收費用。一些學(xué)者對熱氣體解吸提出了改進(jìn)，提出再生蒸氣與待吸附污染氣流順流的方法以提高脫附效率、延長活性炭的使用壽命，并采用周邊空氣而非傳統(tǒng)的凈化后氣體作為干燥用氣。
二、溶劑置換法
以藥劑洗脫和超臨界流體再生法為代表，通過改變吸附組分的濃度，使吸附劑解吸，然后加熱排除溶劑，使吸附劑再生。藥劑洗脫法適用于脫附高濃度、低沸點的有機(jī)物，使吸附質(zhì)與適宜的化學(xué)藥品反應(yīng)，讓活性炭再生，針對性較強(qiáng)，往往一種溶劑只能脫附某些污染物，應(yīng)用范圍較窄。所用有機(jī)溶劑價格高、有些具有毒性，會帶來二次污染，活性炭再生不徹底，易堵塞活性炭的微孔，多次再生后活性炭的吸附性能明顯降低。超臨界流體再生法以超臨界流體作為溶劑，將吸附在活性炭上的有機(jī)污染物溶解于超臨界流體之中，再利用流體性質(zhì)與溫度和壓力的關(guān)系，將有機(jī)物與超臨界流體分離，達(dá)到再生目的，一般使用CO2作為萃取劑。1979年，首次采用超臨界CO2從活性炭上再生酚，該法操作溫度低，不改變吸附物的物理、化學(xué)性質(zhì)和活性炭的原有結(jié)構(gòu)，活性炭基本無損耗，便于收集污染物，有利于吸附質(zhì)的重新利用，切斷二次污染，可實現(xiàn)連續(xù)操作，再生設(shè)備占地小，能耗少。但是，該法所研究的有機(jī)污染物十分有限，難以證明應(yīng)用的廣泛性。
三、電熱解吸法
F在1970年利用吸附材料的導(dǎo)電性，向吸附飽和后的吸附劑施加電流，利用焦耳效應(yīng)生熱，為解吸提供能量。目前，有兩種方式產(chǎn)生電流：電極直接產(chǎn)生電流和電磁感應(yīng)間接產(chǎn)生電流。與傳統(tǒng)變溫解析法相比，電熱解吸法再生氣體流量可以減少10%-20%，效率高，能耗低，處理對象所受局限較少。但是直接加熱時會出現(xiàn)過熱點，影響吸附床層溫度的控制，難以放大，另外電極布置連接和絕緣方面還有待進(jìn)一步深入研究。
四、微波脫附法
活性炭可以吸收微波能量用于解吸吸附質(zhì)。微波加熱速度快，只需常規(guī)方法的1/100-1/10的時間就可以完成，且加熱均勻，只對吸收微波的物料有加熱效應(yīng)，能耗低，設(shè)備、操作簡單，再生效率高，便于自動控制，但是由于微波加熱過程是封閉的，脫附物質(zhì)不能及時排除，對再生效果會產(chǎn)生一定影響。Ania等分別用2450MHz的微波和傳統(tǒng)電熱法對吸附苯酚飽和的活性炭進(jìn)行再生，發(fā)現(xiàn)微波可以顯著縮短解吸時間，且活性炭吸附容量損失少。寧平等運用微波輻照再生吸附有甲苯廢氣的活性炭，并對解吸氣進(jìn)行冷凝，甲苯回收率達(dá)60%以上，接近化學(xué)純。王寶慶用微波解吸再生負(fù)載乙醇活性炭，3-4min后脫附率達(dá)90%以上。
五、超聲波再生
不同學(xué)者對超聲波解吸的機(jī)理有不同的解釋：有人認(rèn)為是聲空穴產(chǎn)生的高速微型射流和高壓沖擊波導(dǎo)致吸附質(zhì)解吸，一些人等認(rèn)為是超聲波的熱效應(yīng)加速吸附質(zhì)的解吸。我國學(xué)者認(rèn)為超聲波與不同相界面或其他超聲波波峰相遇時，會產(chǎn)生巨大的壓縮力，隨著波的反彈形成一個個微小的“空化泡 ”，“空化泡” 爆裂時爆炸點的溫度和壓力陡然上升，可以將能量傳遞給被吸附物質(zhì)，加劇其熱運動，從吸附劑表面脫離。由于超聲波只是在局部施加能量，因而能耗較小，炭損失小，工藝設(shè)備簡單。研究結(jié)果表明超聲波可以顯著提高p-氯苯的解吸速率，在21到 800kHz的范圍內(nèi)，解吸速率隨著頻率的升高而加快，且在超聲波到達(dá)38.3W之前，活性炭的穩(wěn)定性未受到影響。

來源：環(huán)保