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南大萬賢新蟲 (初入文壇)
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[交流]
VOCs治理技術(shù) |一文讀懂VOCs吸附劑—分子篩
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一提到VOCs吸附劑，總是讓圈內(nèi)技術(shù)人員自然反應(yīng)到活性炭，活性炭雖然目前應(yīng)用范圍廣，但其在應(yīng)用過程中逐漸暴露出一些問題，如再生性能差、使用后再生較困難、穩(wěn)定性差、孔易堵塞、具有可燃性、存在一定的安全問題等，進一步衍生導(dǎo)致的還有高頻率的危廢處理問題。 近年來，結(jié)合沸石轉(zhuǎn)輪與RTO或RCO的VOCs 處理技術(shù)日益引起人們的關(guān)注。微信群中不少咨詢處理技術(shù)的問題都被一些朋友以RTO和RCO來作為答案搶答，到底有沒有去了解工況無人知曉，但這側(cè)面說明RTO和RCO技術(shù)已深入人心，希望不是僅僅是銷售回答客戶的口頭禪。 1756 年人們最早發(fā)現(xiàn)了微孔的硅鋁酸鹽( 天然沸石) ，這類天然分子篩在分離吸附領(lǐng)域都有研究，但在工業(yè)上應(yīng)用不能滿足大規(guī)模的需求，因此目前分子篩需要合成。分子篩是沸石轉(zhuǎn)輪技術(shù)的核心材料，其實它是一種具有孔洞結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽多孔晶體材料，根據(jù)硅鋁含量的不同，可分為低硅、中硅、高硅分子篩。其通常具有均勻的孔道結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好，比表面積大的特點，如比表面積可以達到800-1000m3·g-1。 再講講分子篩吸附VOCs 的影響因素，如分子篩孔徑、有機物極性、分子篩表面及結(jié)構(gòu)性質(zhì)等都對吸附有影響。 首先吸附能力的大小與VOCs 的分子大小和分子篩孔徑的大小有關(guān)，當(dāng)VOCs 分子直徑小于分子篩孔徑時，可以進入分子篩孔道被吸附，而直徑大于孔道直徑時則不能進入孔道內(nèi)部，但不一定孔徑越大吸附量越大，直徑小的VOCs 分子通過大孔徑時容易穿透而難被吸附，因此對VOCs 分子進行吸附時，要考慮孔徑的影響。 分子篩骨架中Al3+的存在而帶負電荷，為保持電中性，骨架的空隙中必須存在補償電荷的陽離子，而這些陽離子便成為作用點，對極性分子具有親和性。硅鋁比低的分子篩作用點多，對極性分子具有較高的親和力，因此有機物極性越高越容易被吸附；當(dāng)增加分子篩硅鋁比，分子篩表面由親水性向憎水性轉(zhuǎn)變。水分子具有很強的極性，當(dāng)與VOCs 分子同時存在時，會存在競爭吸附，因此改變分子篩硅鋁比對于VOCs 的吸附尤為重要。 但是從吸附的角度考慮，低硅鋁比分子篩骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及水熱穩(wěn)定性差，而高硅分子篩穩(wěn)定性好，疏水性高，有利于對VOCs 等有機物的吸附。提高分子篩硅鋁比使得分子篩表面極性降低，疏水性增強，更利于VOCs 的吸附，因此對高硅分子篩在VOCs吸附方面應(yīng)用更為務(wù)實廣泛。 |
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