活性炭吸附VOCs的几种技术应用-冠森炭业

• 来源：广东冠森炭业科技有限公司q 更新时间：2019-09-18点击：1997次

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  (TSA)的变温吸附是利用吸附剂的平衡吸附容量随温度的升高而降低的特性，在室温下吸附和加热后的解吸过程。活性炭的解吸过程是吸热的，加热有利于解吸。当蒸汽和热气用于解吸时，解吸温度通常为100℃200℃。当VOC被吸附时，如果吸附容量高并且吸附剂是具有较低沸点的小分子烃和芳香族有机化合物，则可以使用蒸汽解吸和冷凝回收。如果吸附容量较低，例如甲苯、乙酸二甲酯和乙酸乙酯，VOCs可以通过其它热气体(热空气、热N2等)脱附。)或在二次吸附后回收[27]。Ramalingam等[28]采用TSA技术，研究了三种VOCs(丙酮、二氯甲烷和甲酸乙酯)的回收利用。发现三种VOCs热氮气再生的最佳运行条件为T/170℃。V=0.17M/S.Shah等人[29]通过变温吸附研究了丙酮和丁酮的热空气再生性能。结果表明,在80℃一次循环再生后,丙酮的吸附容量恢复了近95%,连续8次循环后,丙酮的吸附容量基本保持不变。对于酮，再生后的吸附容量明显下降。
  变压吸附（PSA）装置，在恒定温度下柱状活性炭或无热原的条件下，通过在不同的压力周期性变化的被吸附物被吸附和解吸循环的系统压力。在不同的操作模式中，可以使用通常用于活性炭吸附平衡型的分离的范德华力之间的差值，以及使用分子的吸附速度之间的速度差利用特定活性炭分为变压吸附分子筛分离分离型[25]。吸附通常在大气压力下进行，解吸是通过降低操作压力或真空抽吸方法来实现，并在真空中的较大程度解吸期间更容易地脱附。然而在实践中，高度真空吸附装置，要求和能源密集型的，和全面的成本考虑吸附，解吸压力通常使用8〜10kPa [26]工业上。 PSA技术可以实现自动化程度高循环操作的，但在操作期间需要恒定的减压，高设备的要求，巨大的能量消耗回收所​​述多级溶剂。

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  变温变压吸附（tpsa）是在变温变压吸附技术的基础上，结合变温吸附和变压吸附的优点，对变温变压吸附后的温升进行解吸的一种有效技术。通过提高床温和降低塔压，脱附过程更加彻底，提高了活性炭的再生效率[30]。Ramalingam等人[31]热氮解吸与真空减压解吸相结合。结果表明，两种工艺组合后，二氯甲烷的回收率可达82%。此外，真空减压脱附后，活性炭床温由93℃降至63℃，可显著缩短下一循环前的冷却时间。
  电下吸附（esa）是一种新兴的气体净化和分离过程。它的本质是热吸附。与传统的温度变化吸附不同，变压器吸附的解吸过程是通过用电加热饱和吸附剂来实现的，焦耳效应产生的热量促进了吸附剂的释放。变异吸力有许多优点：加热系统简单，能量直接转移到吸附剂上，加热效率高，能显著降低能耗[32]；能独立控制气体流量和吸附剂温度；热流和质量流方向相同，更有利于解离[33]；成本低；使用变电站的成本比使用热蒸汽再生的成本低50%[34]；良好的再生性能，斯奈德等[35]研究发现，经过12个循环使用，吸附剂的吸附能力保持在97%～100%.
  变压吸附法适用于高浓度VOCs废气的净化和高级有机溶剂的回收，具有自动化程度高、环境效益好、进口气体体积和浓度调节灵活、能耗大、死区气体压力大等优点，在使用中存在一定的局限性。目前，温差吸附对VOCs的控制超过36，温度变化的吸附主要集中在固定床上。但在使用过程中，变温吸附需要很长时间才能对吸附剂进行加热和冷却，经过多次循环后，吸附剂的热老化性能也会出现降低的问题，苯乙烯的等温灵敏度不适用于三氯乙烷和苯乙烯，因此研究者在变温吸附的基础上进行了转化和吸附。功率变换吸附法具有加热效率高、加热速度快、溶剂回收率高等优点，在VOCs的管理中受到国内外学者的广泛关注，作为一种新技术，具有良好的发展前景。变温变压吸附结合了变温吸附和变压吸附两种技术的优点，可以明显提高活性炭的再生率和有机溶剂的回收率，缩短一次循环过程的时间，但多种技术的耦合和使用，以及复合气体分离技术的发展，仍然是未来VOCs管理的重要发展方向。在实际应用中，应根据不同的工作条件和环保要求选择不同的吸附回收工艺，加强新设备的研发和推广，积极探索高效环保的VOCs处理新工艺技术。

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