含碳纤维高温活化后,纤维表面布满微孔(即氢、氧原子挥发前所占位置),其孔径为一根头发丝的十万分之一,把这些微孔的内表面展开,1g活性碳纤维毡的展开面积高达1600㎡,这是这些微孔起到了吸附气味的作用。从物理学可知,物体的表面对外存在引力,表面越大吸附力越大,专业蓄热燃烧设备正是通过这种范德华力的作用吸附周边分子并牢固与微孔之中。活性炭纤维毡久用之后,微孔会被填满,致使吸附能力有所下降。使用某种办法可使泰安蓄热燃烧设备吸附质的动能增加,摆脱引力,自活性碳纤维中逸出(不能完全解吸)。此时活性炭纤维的吸附功能即可复原,重复使用。活性炭纤维脱附再生的方法很多,如热蒸汽解吸法、氮气解吸法等,有机废气治理中常用热蒸汽解吸法。工业上的解吸需要专门装置,而一般民品只需晾晒或电热吹风即可。
催化燃烧废气处理技术是 20 世纪 40 年代末出现的。从 1949 年美国研制出世界上第一套催化燃烧装置到现在,该技术已广泛地应用于油漆、橡胶、塑料、树脂、皮革、食品和铸造等领域,也用于汽车尾气净化等方面。中国在 1973 年开始将催化燃烧法用于治理漆包线烘干炉排出的有机废气,随后又在绝缘材料、印刷工业等方面进行了研究,使催化燃烧法得到了广泛的应用。经过多年来的发展与改良,催化燃烧装置具有其特有的优势:(1) 可处理绝大多数VOCs 废气;(2)可将有机化合物氧化分解成无毒无害的 CO2 气体与 H2O;(3)分解效率高达 95%以上,无需作后续处理;(4)可在低温(200~400 ℃)下对 VOCs 进行分解,燃料消耗量低(节能);(5)催化剂使用寿命长,可根据入口气体的风量与 VOCs含量推断催化剂的使用时间,且催化剂可进行再生利用;(6)设备内为负压结构(风机设置在设备内部下游),可有效防止臭气渗漏;(7)具有高度安全性,能在低温下进行反应,无粉尘爆炸的危险;(8)处理效率在 99%以上(彻底除臭)。催化燃烧装置的缺点:(1)对于较大风量且低VOCs 质量浓度废气而言,处理费用相对过高,可协同沸石滚轮浓缩设备进行废气浓缩后再作催化氧化处理;(2)用于处理 VOCs 的氧化用催化剂当遇见硫、磷、硅等物质时会发生催化剂中毒现象,因此需要设置预处理步骤。
主要是指过滤性能好、阻力低的玻璃纤维滤布。具有化学稳定性好、耐高温、不吸湿性和价格便宜等优点。中碱玻璃纤维圆柱形滤布广泛应用于水泥、冶炼、炭黑、农药等行业的气体净化。玻璃纤维滤布的过滤效率低于天然滤料和合成纤维滤料。玻璃纤维不耐磨,不断裂,容易断裂。为了改善其性能,可以采用芳香族有机硅、聚四氟乙烯、石墨等方法。经处理后,其耐磨性、憎水性、耐酸性、柔软性均有所提高,表面光滑,易除灰,延长了使用寿命。
表面化学结构:活性碳纤维固体表面原子呈不饱和结构,具有独特的表面化学性能,微晶在燃烧温度低时易与氧化介质发生反应生成氧化产物,主要有羧基、酚基、醌基等含氧基团,及含硫基、氮元素、卤素等官能团。其表面酸性与吸附平衡有密切的关系。吸附剂的细孔分为三类:孔径大于50nm的为大孔,2nm~50nm的为中孔,0.8nm~2nm的为微孔以及小于0.8nm的为亚微孔。活性炭纤维的孔主要是乱层结构炭和石墨微晶形成的微孔。微孔的大量存在使活性炭纤维的表面积增大,同时也使其吸附量提高。
植物喷洒液除臭法植物喷洒液除臭法是通过向产生恶臭气体的空间喷洒植物提取液将恶臭气体进行中和、吸收,达到脱臭的目的,除臭效果低浓度可达到50%,不同的臭气选择不同的喷洒液,需经常添加植物喷洒液,且需维护设备,运行维护费用高,易造成二次污染。采用高能UV紫外线,在光解净化设备内,裂解氧化恶臭物质分子链,改变物质结构,将高分子污染物质裂解、氧化为低分子无害物质,其脱臭效率可99%,脱臭效果大大超过1993年颁布的恶臭物质排放标准(GB14554-93),能处理氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、二甲基二硫醚等高浓度混合气体,内部光源可使用三年,设备寿命在十年以上,净化技术可靠且非常稳定,净化设备无须日常维护,只需接通电源即可正常使用,且运行成本低,无二次污染。
吸附剂中的大孔是作为被吸附分子到达吸附位的通道,它控制着吸附速度;活性炭纤维其纤维直径一般在10nm~13nm、外表面积大、微孔丰富且分布窄、易于与吸附质接触、扩散阻力小,所以其吸脱附速度快,有利于吸附分离。而且,可以根据需要制成毡、布、纸等各种形态,适应于多种用途。活性炭纤维是由CF活化而成。CF为多晶乱层石墨结构,转化成活性炭纤维后,结构基元不变化。活性炭纤维是非均匀性的多相结构。由于高温水蒸气将部分原子脱去后形成微孔结构使之生成羧基、羰基等含氧活性基团,使其表面的酸性增加。比表面积约为1200m2/g,远大于CF,在苛刻条件下活化时可达3000m2/g。活性炭纤维为分布狭窄单一孔径的微孔结构,其孔可以产生毛细管的凝聚作用。