活性炭的吸附性能可以用吸附量和吸附速率表征。影響活性炭吸附性能的因素較多,如比表面積、孔隙度、孔隙結構和分布、表面官能團類型?;钚蕴勘砻婀倌軋F類型、空隙結構和分布決定了活性炭對有機物的吸附具有選擇性,即對不同有機物的飽和吸附量不同,且活性炭對不同有機物的飽和吸附量差距較大。
吸附量分為靜態吸附量和動態吸附量。靜態吸附量是指一定條件下的最大吸附量,動態吸附量是指達到穿透點時的吸附量,動態吸附量遠小于靜態吸附量。實際運行過程中的去除效率高低主要取決于動態吸附量。因此,若活性炭吸附裝置出口低于期望濃度或去除效率低于期望值,則說明已達到穿透點,要及時更換活性炭。
吸附速率主要受物質在活性炭內部的擴散速率和活性炭的吸附反應速度影響。比表面積和孔隙率越大,則擴散速率越快,而表面官能團與有機物的作用力決定吸附反應速度。因此,比表面積越大,孔隙率越大,吸附容量和吸附速率越大。在治理特定污染物時,可考慮活性炭對有機物的化學吸附,根據被吸附物質的分子大小和分子結構,選擇空隙結構和分布適宜及具有特定表面官能團的活性炭?;钚蕴繉Υ蟛糠钟袡C物的吸附主要是物理吸附,因此在選擇活性炭時主要關注比表面積和孔隙率。
除活性炭自身特性對吸附性能有影響外,外在因素主要為溫度、濕度、氣體流速。溫度升高,分子的運動速度加快,由于分子與活性炭的吸附作用力主要是物理作用,高溫下有機物分子易掙脫束縛。濕度大,說明廢氣中水分子含量較多,水分子體積小,易與有機物產生競爭吸附。氣速快,則分子與活性炭接觸時間短,易達不到活性炭的反應速度,分子則不能與活性炭產生作用力。因此,控制溫度、濕度,增加廢氣停留時間,有利于提高活性炭的吸附性能。
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