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活性炭纖維在吸附凈化上的應用
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| 發(fā)布時間：
2018/6/5 |
1、新型吸附材料-活性炭纖維的應用
原料由酚醛樹脂纖維、瀝青纖維‘粘膠纖維、聚丙烯腈纖維組成，通過預處理、炭化、活化等步驟制得活性炭纖維是近代出現(xiàn)的一種新型的具有吸附功能的材料。通常以氈、紙、布、蜂窩狀等為主要應用狀態(tài)。而ACF具有早期活性炭技術所不具備的幾個新優(yōu)勢：
?、賹τ贏CF來說，因為纖維直徑一般在6-8微米，比較細，因此可大面積與被吸附物接觸，且吸附與接觸較為均勻，這就使ACF材料的利用效率較高，利用比較充分。
?、谟捎贏CF的外表面積較大，脫附與吸附速度較快，與GAC相比，ACF可達10-100倍。在吸附容量方面，ACF比GAC超出1.5-10倍。對低濃度廢氣或活性較高的有機物質(zhì)能夠較好的吸附處理。
?、劬哂写罅课⒖椎腁CF孔徑分布非常窄，基本在100A0以下。保證了其極高的吸附容量。
④GAC的體密度，濾阻是ACF的三倍，使ACF相對GAC具備了漏損率較小，(小于一百毫米的)吸附層較薄，吸附效率較高，能量消耗較少，占地面積較小，濾層壓較小的優(yōu)勢。
?、荻鳤CF相比GAC還可用作醫(yī)療與食品工業(yè)，得益于其高強度，粉化率低的優(yōu)勢，保證了其產(chǎn)品的高純度，低雜質(zhì)，以避免造成二次污染。
⑥ACF相比GAC脫附溫度較高，確保了ACF的熱穩(wěn)定性，而與其體密度小，吸附層薄的特點相結(jié)合，確保了其不會出現(xiàn)過熱或蓄熱情況?？山档褪鹿拾l(fā)生率，保證連續(xù)作業(yè)的安全性。
?、卟捎梦絼〢CF的凈化設別可以有效實現(xiàn)體積減小，達到節(jié)約土地占用面積，減少投入成本的效果。
研究表明，當20毫米的ACF處于進口濃度值小于1000mg/m3，0.2m/s的濾速以下時，苯系混合物的吸附容量大約為195mg/g，其對三苯及其混合物凈化的效率可達90%以上，在經(jīng)過14次的連續(xù)循環(huán)測試后，實驗的結(jié)果保持基本不變。而陳湛、汪明光對甲苯廢氣的吸附脫附中試采用了50毫米的ACF。實驗中的脫附熱風溫度大約為250～270℃，以及15～20分的脫附時間，250m3/h的流量。
日本的尤尼吉卡公司、東邦人造絲公司、東洋紡織公司在上世紀80年代就實現(xiàn)了ACF作吸附溶劑的有機溶劑回收裝置的成功研發(fā)，并實現(xiàn)批量投入使用。處理量相同時，GAC的填充量是ACF的二十五倍，脫附時間是ACF的五倍，吸附時間是二十倍，而采用GAC的裝置體積是ACF的三倍之多。這表明了采用ACF的回收溶劑具有GAC所不具備的質(zhì)量優(yōu)勢。ACF與GAC回收裝置的對比參數(shù)(以一個吸附、一個解吸、實現(xiàn)自動切換的雙吸附槽回收裝置為例)，如表1所示：
我國對于ACF的研究開發(fā)與應用技術與老牌國家日本相比具有十到二十年的差距。在我國，ACF回收裝置運用到水松紙印刷生產(chǎn)工藝，將排放的乙醇用于生產(chǎn)，由張建軍研究;2000年時李澤清將ACF回收裝置運用到醫(yī)藥上，處理了中間體生產(chǎn)中的反應釜排氣，處理規(guī)模達到2000m3/h，回收了四氫呋喃及甲苯(THF)。
活性炭纖維(ACF)可以替代蜂窩狀活性炭顆?；钚蕴孔鑫絼?，在運用了吸附-催化燃燒法的處理大風量低濃度的VOCs廢氣工程中。這樣的應用在我國已有大量實例。
VOCs的吸附材料通常是粘膠基活性炭纖維。其極大的吸附容量與優(yōu)秀的耐熱性能(使得溫度對其性能影響甚微)，奚旦立、陳玲將VACF運用到印染行業(yè)，其試驗中發(fā)現(xiàn)熱定型機油煙廢氣吸附的溫度能升至210℃，相對于低溫時的吸附總量有小幅度提升。烷烴類物質(zhì)是熱定型油煙廢氣的主要構(gòu)成部分，其中污染物成分主要含有，烴、醇、酮、脂肪酸、內(nèi)脂…… |
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