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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(gè)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(huì)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?；钚蕴浚阅墚?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(diǎn)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(diǎn)：
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(shí),，ACF還能對其吸附，而GAC必須高于100ppm時(shí)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(jià)金屬離子還原為低價(jià)態(tài)；
6,、體積密度小,，濾阻小，約是GAC的1/3,。可吸附粘度較大的液體物質(zhì)，且動(dòng)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(jì)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(gè)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(shí)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(shí),，分離出的單個(gè)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(dòng)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?yàn)榈谌M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(gè)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(shí)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(gè)吸附器組成,，由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制吸附器輪流切換以上工藝動(dòng)作。
技術(shù)特點(diǎn)：
1,、 工藝設(shè)計(jì)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(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)化防爆設(shè)計(jì)和安全節(jié)點(diǎn)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(shí)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(dòng)元件執(zhí)行動(dòng)作,，系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，性能可靠,，無人值守運(yùn)行,。設(shè)計(jì)有運(yùn)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(yùn)行費(fèi)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(yùn)行,，配備有事故緊急排放通道和動(dòng)力電源、壓縮空氣突發(fā)故障情況下的安全設(shè)計(jì),。
6,、 設(shè)備使用壽命長、投資回報(bào)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(yàn)室等。
可回收的有機(jī)物種