吸附法控制VOCs屬於乾法工藝，是廣泛採用的方法之一，通過吸附劑對廢氣中VOCs進行物理吸附，達到淨化氣體的目的。通常選用的吸附劑為活性炭、矽膠、分子篩等。活性炭吸附回收法最適於處理VOCs濃度為500~10000mg/m3的有機廢氣，主要用於吸附脂肪烴、芳香族化合物、酮類和酯類等。其中活性炭纖維對低濃度甚至痕量的吸附質同樣效果顯著，常用於吸附苯、醋酸乙酯和丙烯腈等。活性炭纖維比活性炭顆粒的費用高，主要套用於電子行業、製鞋行業、印刷行業等要求較高的行業。
基本介紹
- 中文名：吸附法控制VOCs
- 外文名：Control of VOCs by adsorption
- 工藝：乾法工藝
- 性質：物理吸附
- 吸附劑：高聚物吸附樹脂
- 屬於：污染防治
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主要內容
吸附法去除VOCs的原理是利用比表面積非常大的具有多孔結構的吸附劑將VOCs分子截留。當廢氣通過吸附床時，VOCs就被吸附在孔內，使氣體得到淨化。吸附法控制VOCs一般為物理吸附，其吸附過程可逆，當吸附達到飽和後，可用水蒸氣對吸附劑進行解吸，解吸後通過冷凝和蒸餾，對VOCs進行回收，吸附劑再生後可循環使用。吸附效果主要取決於吸附劑的性質、VOCs的種類、濃度和吸附系統的操作溫度、濕度、壓力等因素。吸附法的關鍵是吸附劑，常用的吸附劑有顆粒活性炭、活性炭纖維、沸石、分子篩、多孔粘土礦石、活性氧化鋁、矽膠和高聚物吸附樹脂等。吸附法具有適用範圍廣、工藝簡單、去除率高等優點，廣泛套用在環境污染控制領域。但該法也存吸附劑用量大、再生困難、占地面積大等缺點，故一般將吸附法作為其他方法的後續處理措施。
吸附技術
吸附技術依賴於吸附劑是否具備良好的吸附能力。吸附劑是一種多孔性材料，通常具有巨大的比表面積，對低濃度的吸附質也有很高的吸附容量。吸附技術套用於VOCs污染的控制具有明顯的優點：設備簡單，操作靈活，是有效和經濟的回收技術之一，特別是對較低濃度VOCs的回收。吸附技術更顯示了其他處理技術難以媲美的效率和成本優勢，從吸附裝置來看，常用的吸附技術可分為固定床吸附、吸附-微波脫附技術和蜂窩轉輪式吸附等。
固定床吸附
固定床吸附通常是雙床或多床的，當其中一個床層吸附時，另一個床層可用熱空氣進行解吸，然後進行冷凝回收，可實現半連續操。固定床操作簡易，適用性較強，不足之處是吸附劑效率較低。
吸附-微波脫附技術
在固定床吸附技術中，為了克服熱脫附效率較低的缺陷，1999年Opperman和Brown首次報導了使用微波加熱再生吸著了VOCs的活性炭。採用常規的熱再生方法，完全活化的溫度需達到1400F，而使用微波再生的活化溫度僅是350F。Tai和Jou（1999）報導了使用微波加熱再生吸著有機酚的活性炭，幾乎可以把被吸附的酚脫附和分解掉。Price和Schmidt等人（1998）對微波再生工藝過程進行過許多研究，認為微波再生非常適用於使用低介電損失係數（Lowdielectricloss-factor）聚合物吸附劑。微波輻射脫附，不僅加熱速度快，而且床層溫度均勻。當使用低介電損失係數的聚合物吸附劑時，這類吸附劑僅吸收較少的微波能量。換句話說，所施加的微波的能量主要用於被吸附的物質上，這樣將大大降低脫附的能耗。
蜂窩式轉輪吸附器
蜂窩式轉輪吸附器是一種可連續進行吸附和脫附操作的氣體淨化裝置，它由轉輪吸附劑轉子和框架兩部分所組成。其原理是利用框架將轉輪吸附器轉子的四分之三部分作為吸附區，四分之一部分作為解吸區，在操作過程中，轉輪吸附劑轉子以一定的速度緩慢轉動，含VOCs的氣體從吸附區通過轉輪吸附劑的蜂窩孔得到吸附淨化，淨化後的氣體從蜂窩孔另一端排出，隨著吸附的進行，轉輪吸附劑中被吸附飽和的部分將不斷轉入脫附區，並被從反方向吹掃的熱空氣脫附解吸，脫附下來的VOCs被收集來進行集中處理，而轉輪吸附劑被再生的部分又不斷轉入吸附區進行吸附操作，轉輪吸附劑經歷著吸附-脫附的重複過程。轉輪吸附器的優點是流體阻力較小，能夠連續操作，應該指出的是，在吸附技術里，吸附劑是關鍵，其性能的優劣對吸附效率和成本有著決定性的影響。
吸附劑
無機吸附劑
無機吸附劑包括活性炭、活性炭纖維、分子篩、矽膠、活性白土、活性氧化鋁等，其中活性炭以其高比表面、較強的吸附能力以及低廉的成本而成為套用吸附法控制VOCs污染常用的吸附劑。其不足之處是再生較為困難，而且氣體中的水分對活性炭的吸附量有很大影響，尤其是當相對濕度大於50%時，活性炭對VOCs的吸附容量會急劇下降。
有機吸附劑
有機吸附劑包括從非極性到強極性的各種高聚物吸附樹脂，這類吸附劑比表面積不高，一般在20~700m/g之間。它們對有機污染物的吸附容量相對於活性炭而言要小，但它們的再生相對容易，在污染治理中也得到廣泛套用。此外許多高聚物吸附劑對微波而言，屬半透明物質，它不吸收或較少吸收微波，因此這類吸附劑可套用在吸附-微波脫附過程中。
