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二手三效蒸發(fā)器處理吸附原理
吸附劑具有高度發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造，其中有一種被叫做毛細(xì)管的小孔,，毛細(xì)管具有很強(qiáng)的吸附能力,，同樣發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造也意味著吸附劑有著很大的表面積，使氣體（雜質(zhì)）能與毛細(xì)管充分接觸,，從而被毛細(xì)管吸附。當(dāng)一個分子被毛細(xì)管吸附后,，由于分子之間存在相互吸引力的原因,，會導(dǎo)致更多的分子不斷被吸引，直到添滿毛細(xì)管為止,。
必須指出的是,，不是所有的微孔都能吸附有害氣體，這些被吸附的雜質(zhì)的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑,，即只有當(dāng)孔隙結(jié)構(gòu)略大于有害氣體分子的直徑,，能夠讓有害氣體分子*進(jìn)入的情況下才能保證雜質(zhì)被吸附到孔徑中，過大或過小都不行,。所以需要通過不斷地改變原材料和活化條件來創(chuàng)造具有不同的孔徑結(jié)構(gòu)的吸附劑,，從而適用于各種雜質(zhì)吸附的應(yīng)用。
吸附劑在活化過程中,，巨大的表面積和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)逐漸形成,，吸附劑的孔隙的半徑大小可分為：大孔半徑>20000nm；過渡孔半徑150～20000nm,；微孔半徑<150nm,。
吸附劑
活性炭是一種含碳材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),，比表面積大,、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料，是一種常見的吸附劑,、催化劑或催化劑載體,。
ated carbon）一般為直徑在0.42 -0.85毫米之間的圓柱狀顆粒，理論上講粒狀活性炭產(chǎn)品顆粒越小,，接觸空氣面積就越大,，比表面積也越大，吸附性能就越好,，但是顆粒越小,，粉碎制作過程中損耗也越大，粉塵也越多，成本也就越高,，所以很多廠家為降低成本,，使用大顆粒活性炭,，性能當(dāng)然不好,，一般顆粒大小在0.5毫米左右的活性炭既達(dá)到了*性能，又確保不是粉末,，沒有污染,。GAC的孔結(jié)構(gòu)一般是具有三分散態(tài)的孔分布，既具有按IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry）分類的孔徑大于50nm的大孔,，也有2.0～50nm的中孔（過渡孔）和小于2.0nm的微孔,。但是由于GAC的孔狀結(jié)構(gòu)、孔徑分布等原因,，它的吸附速度較慢,，分離率不高，特別是它的物理形態(tài)使其在應(yīng)用和操作上的有諸多不便,，GAC的應(yīng)用范圍收到了限制,。
活性碳纖維(ACF)是繼狀與粒狀活性碳之后的第三代活性碳產(chǎn)品。70年代發(fā)展起來的活性碳纖維是隨著碳纖維工業(yè)發(fā)展起來的一種新型,、高效的吸附劑,。其zui顯著的特點是具有發(fā)達(dá)的比表面積（1000㎡/g~3000㎡/g）和豐富的微孔，微孔的體積占總孔體積的90%以上,，微孔直徑約10Angstrom（1 Angstrom =1×10-10m）左右,，故其有很強(qiáng)的吸附能力。
與傳統(tǒng)的粒狀活性碳（GAC）相比,，ACF具有以下特點：
1,、ACF與GAC的孔結(jié)構(gòu)有很大的差異，如圖1和圖2所示,。ACF的孔分布基本上呈單分散態(tài),，主要由小于2.0nm的微孔組成，且孔口直接開口在纖維表面,，其吸附質(zhì)到達(dá)吸附位的擴(kuò)散路徑短，纖維直徑細(xì),，故與被吸附物質(zhì)的接觸面積大,，增加了吸附幾率，且可
3,、孔徑分布范圍窄,，絕大多數(shù)孔徑在100 Angstrom（1 Angstrom =1×10-10m）以下，GAC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有微孔,、過渡孔和大孔之分,，而ACF的結(jié)構(gòu)只有微孔及少量的過渡孔,，沒有大孔，并且孔徑均勻,，分布比較狹窄,，為0.1~1nm，這是ACF吸附選擇性較好的原因,。表面積大,，zui大可達(dá)2500㎡/g，約是GAC的10~100倍,；吸附容量大，約是GAC的1.5~100倍,；吸附能力為GAC的400倍以上；吸附,、脫附速度快，ACF對氣體的吸附數(shù)10秒至數(shù)分鐘可達(dá)平衡,。
4、ACF不僅對高濃度吸附質(zhì)的吸附能力明顯,，對低濃度吸附質(zhì)的吸附能力也特別優(yōu)異,，如當(dāng)甲苯氣體含量低到10ppm（1ppm＝1×10-6，即百萬分之一,，以下同）以下時，ACF還能對其吸附,，而GAC必須高于100ppm時方能吸附；
5,、耐熱,、耐酸堿；具有很強(qiáng)的氧化還原特性,，可將高價金屬離子還原為低價態(tài)；
6,、體積密度小,，濾阻小,，約是GAC的1/3?？晌秸扯容^大的液體物質(zhì),，且動力損耗小,。
而且ACF易再生,，工藝靈活性大（可制成紗、布,、氈或紙等多種制品）,；以及不易粉化和沉降等特征，這些特征有利于吸附和脫附,，使得ACF對各種有機(jī)化合物具有較大的吸附量和較快的吸、脫附速度,。
吸附劑的吸附性能由吸附劑的比表面積、吸附劑的孔隙直徑來決定,，其吸附性能的值log[(C0－C)/C]可由下式計算求得：
log[(C0－C)/C]=0.0064S－0.123D－0.935
式中：C0—初始濃度,；
C—平衡濃度,；
S—吸附劑的比表面積（㎡/g）,；
D—吸附劑的孔隙直徑（nm）,。
由上式可見,，吸附劑的比表面積越大吸附能力也越大,，吸附劑的孔隙直徑越小所具有的吸附能力就越大,。
再生
活性炭纖維再生脫附的幾種方法
（1）升溫脫附。物質(zhì)的吸附量是隨溫度的升高而減小的,，將吸附劑的溫度升高,，可以使已被吸附的組分脫附下來,，這種方法也稱為變溫脫附，整個過程中的溫度是周期變化的,。微波脫附是由升溫脫附改進(jìn)的一種技術(shù),，微波脫附技術(shù)已應(yīng)用于氣體分離、干燥和空氣凈化及廢水處理等方面,。在實際工作中，這種方法也是zui常用的脫附方法,。
（2）減壓脫附,。物質(zhì)的吸附量是隨著壓力升高而升高的，在較高的壓力下吸附,，降低壓力或者抽真空，可以使吸附劑再生,，這種方法也稱為變壓吸附,。此法常常用于氣體脫附,。
（3）沖洗脫附。用不被吸附的氣體(液體)沖洗吸附劑，使被吸附的組分脫附下來,。采用這種方法必然產(chǎn)生沖洗劑與被吸附組分混合的問題,，需要用別的方法將它們分離,，因此這種方法存在多次分離的不便性。
（4）置換脫附,。置換脫附的工作原理是用比被吸附組分的吸附力更強(qiáng)的物質(zhì)將被吸組分置換下來。其后果是吸附劑上又吸附了置換上去的物質(zhì),，必須用別的方法使它們分離,。例如，活性炭纖維對Ca2+,、Cl-有一定的吸附能力,，這些離子占據(jù)了吸附活性中心，可對活性炭纖維吸附無機(jī)單質(zhì)或有機(jī)物產(chǎn)生不利影響,。因此,，用活性炭纖維吸附待分離溶液中的物質(zhì)后,，選用CaCl2作為脫附劑可降低活性炭纖維對吸附質(zhì)的吸附穩(wěn)定性，從而達(dá)到降低脫附活化能的目的,。
（5）磁化脫附,。由于單分子水的性質(zhì)比簇團(tuán)中的水分子活潑得多,，能充分顯示它的偶極子特性，從而使水的極性增強(qiáng),。預(yù)磁處理能增大水的極性,，這就能充分解釋經(jīng)過預(yù)磁處理后活性炭纖維的吸附容量減小的現(xiàn)象,。當(dāng)磁場強(qiáng)度增大時,，分離出的單個水分子越多,，則阻礙作用就越大,，從而吸附容量減小得也就越多?；钚蕴坷w維本身為非極性物質(zhì),，活性炭纖維的表面由于活化作用而具有氧化物質(zhì),，且吸附劑是在濕空氣條件下活化而成，它使活性炭纖維的表面氧化物質(zhì)以酸性氧化物占優(yōu)勢,，從而使活性炭纖維具有極性，能夠吸附極性較強(qiáng)的物質(zhì),。由于這些帶極性的基團(tuán)易于吸附帶極性的水,，從而阻礙了吸附劑在水溶液中吸附非極性物質(zhì)。這種方法常用于溶液中對吸附質(zhì)的脫附,。
（6）超聲波脫附,。超聲波(場)是通過產(chǎn)生協(xié)同作用來改變吸附相平衡關(guān)系的，在超聲波(場)作用下的吸附體系中添加第三組分后，體系相平衡關(guān)系朝固相吸附量減少方向移動的程度大于在常規(guī)條件下的吸附體系,。根據(jù)超聲波的作用原理推測,，可能是因為第三組分改變了流體相的極性，增加了空化核的表面張力,，使得微小氣核受到壓縮而發(fā)生崩潰閉合周期縮短的現(xiàn)象,，從而產(chǎn)生更強(qiáng)烈的超聲空化作用。因此,，在用活性炭纖維吸附待分離溶液中的物質(zhì)后,，可以用超聲波(場)產(chǎn)生協(xié)同作用來改變吸附相平衡關(guān)系，降低活性炭纖維對吸附質(zhì)的吸附穩(wěn)定性,，從而達(dá)到降低脫附化能的目的,。
活性炭纖維吸附回收裝置
裝置組成：
1、 預(yù)處理部分：預(yù)先除去進(jìn)氣中的固體顆粒物及液滴,，并降低進(jìn)氣溫度(如有必要),；
2、 吸附部分：通常采用2～3個吸附器并聯(lián)或串聯(lián),；
3,、 吸附劑再生部分：水蒸氣脫附有機(jī)組分，干燥風(fēng)機(jī)吹掃降溫使活性炭纖維再生,；
4、 溶劑回收部分：不溶于水的溶劑可與水分層,，易于回收,、水溶性溶劑需采用精餾法回收；對處理量小的水溶性溶劑也可與水一起摻人煤炭中送鍋爐燒掉,。
裝置工藝：
1,、 預(yù)處理—吸附：有機(jī)廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓，然后經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入吸附器,，廢氣中的有機(jī)組分穿透活性炭纖維吸附層時被吸附,，而凈化后的氣體由吸附器頂部排出。
2,、 脫附—再生：裝置采用水蒸氣為脫附劑,，脫附蒸汽由吸附器頂部進(jìn)入，穿透活性碳纖維氈層,，將被吸附濃縮的有機(jī)物脫附出來并帶入冷凝器,。脫附后需要由干燥風(fēng)機(jī)或二級吸附風(fēng)機(jī)向吸附器內(nèi)吹掃，使碳纖維吸附床層迅速降溫,，以便再次吸附,。
3、 冷凝回收：脫附蒸汽與有機(jī)物的混合蒸汽經(jīng)過冷凝器冷凝，有機(jī)物和不凝氣的混合物流入分層槽,，通過重力沉降分離,，達(dá)到回收有機(jī)物的目的，分離后的水排放至廠方污水系統(tǒng)集中處理后排放,，不凝氣回到風(fēng)機(jī)前再次進(jìn)入吸附器吸附,。
4、 裝置一般有二到四個吸附器組成,，由自動控制系統(tǒng)控制吸附器輪流切換以上工藝動作,。
技術(shù)特點：
1、 工藝設(shè)計合理,，根據(jù)工況合理配置吸附器規(guī)格和吸附劑裝填量,，充分吸收尾氣中的有機(jī)溶劑，吸附容量大,，吸附再生速度快,，系統(tǒng)吸附效率高。
2,、 積累多年設(shè)計和制造經(jīng)驗,，系統(tǒng)化防爆設(shè)計和安全節(jié)點監(jiān)控，嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量保證體系,，確保設(shè)備本質(zhì)安全,，滿足化工生產(chǎn)場所的苛刻要求。
3,、 吸附是物理過程,，分離溫度低，回收的有機(jī)物組分不變,，可以直接回用生產(chǎn),，凈化空氣的同時獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。
4,、 采用德國西門子PLC控制,，集成電磁閥、氣動元件執(zhí)行動作,，系統(tǒng)自動化程度高,，性能可靠，無人值守運行,。設(shè)計有運行參數(shù)優(yōu)化程序,，大幅降低蒸汽和用電耗量，為客戶節(jié)省運行費用,。
5,、 設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，操作方便,，便于維護(hù),，配套工程投資少。為保證客戶其他工藝過程和吸附裝置安全運行,，配備有事故緊急排放通道和動力電源,、壓縮空氣突發(fā)故障情況下的安全設(shè)計。
6,、 設(shè)備使用壽命長,、投資回報期短，根據(jù)客戶工況參數(shù)不同一般在10~18月內(nèi)可收回設(shè)備投資,。
適用行業(yè)：
石油化工,、農(nóng)藥、涂布,、涂裝,、特種纖維、人造革,、制藥,、印刷、汽車部件,、電子,、電子元件、橡膠,、塑膠,、釀造、化學(xué)試驗室等,。
可回收的有機(jī)物種