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活性炭對(duì)氣流中去除甲乙酮的性能提升
文章作者:韓研網(wǎng)絡(luò)部 更新時(shí)間:2021-8-5 16:07:40

  活性炭對(duì)氣流中去除甲乙酮的性能提升

  空氣排放指標(biāo)越來越嚴(yán)格和需要潔凈的空氣推動(dòng)了廢氣凈化領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。工業(yè)過程和溶劑使用造成的空氣污染屬于對(duì)環(huán)境有害的排放的重要來源,揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)是空氣污染的主要成分。目前從氣流中去除VOC的技術(shù)例如,已經(jīng)在使用的過濾、洗滌、冷凝、熱和催化氧化以及活性炭吸附。本次研究的是在室溫和大氣壓力下在空氣中運(yùn)行的非熱等離子體與活性炭過濾器相結(jié)合,可以比單獨(dú)使用每種方法更好地去除氣流中的VOC,后面我們來進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。

  吸附實(shí)驗(yàn)裝置和程序

  所有測(cè)量中使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。非熱等離子體是由介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生的。選擇介質(zhì)阻擋放電是因?yàn)樗哂辛己玫倪m用性和可擴(kuò)展性。它是通過堆疊式等離子體反應(yīng)器與活性炭過濾器組合實(shí)現(xiàn)的。反應(yīng)器由一個(gè)帶有四個(gè)電極的外殼組成,由介電板和金云母制成的墊片隔開。電極交替連接到高壓和地。高壓由可編程放大器和定制高壓變壓器來進(jìn)行。使用數(shù)字示波器通過高壓探頭和10:1分壓器記錄電氣數(shù)據(jù),以測(cè)量測(cè)量電容器上的電壓降。通過將此電壓降與電容器的電容相乘,計(jì)算轉(zhuǎn)移到等離子體中的電荷。

  圖1:(a)實(shí)驗(yàn)裝置(b)等離子體反應(yīng)器的示意圖。

  對(duì)于實(shí)驗(yàn),工藝氣體流過旁路直到濃度穩(wěn)定。然后,氣體被引導(dǎo)通過實(shí)驗(yàn)裝置,因此,或者通過等離子體反應(yīng)器,或者通過具有下游活性炭過濾器的等離子體反應(yīng)器。在濃度再次達(dá)到穩(wěn)定值后,打開和關(guān)閉,每次5分鐘。重復(fù)該過程直到獲得可重現(xiàn)的結(jié)果。

  用非熱等離子體和活性炭去除甲乙酮

  根據(jù)關(guān)于非熱等離子體與活性炭的一些組合的結(jié)果的建議,就兩種方法的組合而言,組合的結(jié)果示于圖2中。陰影條顯示在使用干燥或潮濕空氣的操作中去除甲乙酮,重疊的白色條描述各自的能量產(chǎn)量。在干燥條件下,活性炭單獨(dú)提供了與非熱等離子體結(jié)果相似的去除效率。單獨(dú)的去除效果加起來幾乎完全消除了甲乙酮,尤其是對(duì)于潮濕空氣。相反,沒有觀察到顯著的協(xié)同作用。總體而言,調(diào)查確定了通過非熱等離子體與相當(dāng)邊緣的活性炭過濾相結(jié)合,顯著降低空氣流中VOC處理費(fèi)用的可能性。

  圖2:在干燥和潮濕條件下,單獨(dú)使用等離子體、活性炭和使用活性炭的等離子體對(duì)甲乙酮的去除(彩色條)和能量產(chǎn)率(白色條)。

  活性炭過濾器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從氣流中去除工藝副產(chǎn)品。這尤其適用于從等離子體中去除臭氧和一氧化二氮。臭氧的消除效果(干濕空氣分別為35%和48%)比一氧化二氮(干空氣和濕空氣分別為10%和11%)要好得多。這可以通過對(duì)一氧化二氮的吸附能力來解釋,一氧化二氮是所研究的物種中比較小的。N2O的分子量,尤其是極化率小于O3和甲乙酮的分子量,并且活性炭的吸附能力隨著這些各自的特性而增加。

  濕條件下的去除效率通常高于干條件。這也特別適用于僅通過活性炭進(jìn)行的過濾。在接近50%的相對(duì)濕度之前,活性炭對(duì)VOC的吸附能力與空氣中的水濃度相當(dāng)無關(guān)。在較高的值下,活性炭吸附的VOC較少。然而,我們的結(jié)果表明,對(duì)于從干燥空氣到僅16%的相對(duì)濕度的變化,去除甲乙酮已經(jīng)依賴于濕度。由于在實(shí)驗(yàn)期間等離子體實(shí)際上是打開和關(guān)閉以比較有和沒有非熱等離子體操作的結(jié)果,已經(jīng)提供給活性炭的反應(yīng)性物質(zhì)可能仍然存在于活性炭中,并促進(jìn)顆粒表面的化學(xué)反應(yīng),甚至幾分鐘等離子關(guān)閉后。由于在干燥空氣的操作中未觀察到該效應(yīng),可能涉及氫物質(zhì),例如過氧化氫,或由羥基自由基引發(fā)的反應(yīng)。

  活性炭如何提高非熱等離子體從氣流中去除甲乙酮的性能,離子體工藝轉(zhuǎn)化了相當(dāng)一部分甲乙酮,活性炭過濾器吸附另一部分甲乙酮。這些技術(shù)的組合增加了甲乙酮的去除效果,這與單獨(dú)技術(shù)的去除率相關(guān);钚蕴坎粌H可以去除等離子體過程的反應(yīng)產(chǎn)物,還可以去除目標(biāo)化合物。非熱等離子體和活性炭技術(shù)的結(jié)合融合了單獨(dú)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),以減輕它們各自的缺點(diǎn),從而為處理受污染氣流的經(jīng)濟(jì)性、易于使用和穩(wěn)定的過程提供了一種策略。

文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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