2012活性炭吸附和脱附原理
活性炭的吸附原理
活性炭的吸附原理
活性炭有很好的吸附效果，这一点很多人都知道，但是吸附原理是什么呢？今天山西恒鑫达昌活性炭为您做一个简单的介绍：
1、活性炭的“吸附”特性（原理）首先，活性炭的“吸附”特性（原理）：装修后的室内空气中的有害气体（甲醛、苯、二甲苯和氨气等）是以气态分子形式游离在空气中形成“气溶胶”。
而活性炭以其结构特性，具有分子间的“应力”，该力量可以“拉住”有害气体分子。
这个过程叫物理“吸附”——活性碳可以去除房间的有害气体。
但是，当温度升高，分子运动加快时，有害气体分子会加速运动，获得能量，其能量可以使有害气体分子“挣拖”活性炭分子的束缚。
——这个过程叫“脱附”。
2、活性炭的“吸附”机制。
（是如何在没有动力的前提下工作的）：活性炭在吸附过程中，首先将靠近活性炭分子的有害气体分子吸附，从而降低了近距离的有害气体浓度，这时，远离活性炭分子的高浓度的有害气体分子会因浓度势能差的力量向内侧（活性炭方向）补充，周而复始，整个室内空气中的有害气体浓度就会降低了。
（就象一杯水，加入一勺白糖，不用搅拌，一会儿整杯水都会有甜味儿一样）。
当然，加入动力（比如：风扇）效果会更快一些。
活性炭吸附法+脱硫脱硝技术
活性炭吸附法+脱硫脱硝技术燃煤锅炉都要求控制SO2和NOx的排放,目前联合烟气脱硫脱硝技术有多种,但是大部分技术因初投资大、运行费用高、治污产物利用难、存在二次污染等,限制了推广应用。
活性炭吸附法联合脱硫脱硝技术具有能够实现治污产物资源化利用、吸附剂可循环使用、脱硫脱硝效率高等优点,是有发展前景的联合脱硫脱硝技术。
1.活性炭吸附法脱硫原理活性炭具有较大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团、高效的原位脱氧能力,同时有负载性能和还原性能,所以既可作载体制得高分散的催化体系,又可作还原剂参与反应提供一个还原环境,降低反应温度。
活性炭吸收SO2和NOx后生成的物质存在于活性炭表面的微孔中,降低了活性炭的吸附能力,因此对吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生,先用水洗,得到稀硫酸溶液,然后对活性炭进行干燥。
对吸附SO2的活性炭加热,硫酸在炭的作用下还原为SO2,得到富集,可用于生产硫酸或硫磺,但要消耗一部分活性炭。
2.活性炭吸附法脱硝原理吸附法是利用吸附剂对NOx的吸附量随温度或压力的变化而变化的原理,通过周期性地改变反应器内的温度和压力,来控制NOx的吸附,以达到将NOx从汽源中分离出来的目的。
如果在活性炭脱硫系统中加入氨,即可同时脱除NOx,SO2脱除反应一般优先于NOx的脱除反应,烟气中SO2浓度较高时,活性炭内进行的是SO2脱除反应;SO2浓度较低时,NOx脱除反应占主导地位。
3.活性炭吸附法流程SO2的烟气在文丘里洗涤器内用稀硫酸先洗涤,经除尘、降温后进入固定床或活性炭吸附器,经净化后排空。
在气流连续流动的情况下,从吸附器顶部间歇喷水,洗去吸附剂上生成的硫酸,得到10%~15%浓度的硫酸,它进入文丘里洗涤器后被蒸发浓缩至25%~30%浓度,再经浸没式燃烧器等进一步提浓,最终浓度可达70%,能用于化肥生产。
4.活性炭吸附法优缺点优点1)活性炭材料本身具有非极性、疏水性、较高的化学稳定性和热稳定性,可进行活化和改进性,还具有催化能力、负载性能和还原性能以及独特的孔隙结构和表面化学特性。
活性炭吸附脱附催化氧打扮置的工艺流程
活性炭吸附脱附催化氧打扮置的工艺流程一、引言随着经济的进展和全球化的趋势，工业化的快速进展已经成为世界各国共同关注的问题，同时也随之带来了环境污染的问题。
在浩繁的污染整治技术中，吸附脱附催化氧化技术因其高效、环保、低能耗等优点而备受关注。
活性炭催化氧化技术是吸附脱附催化氧化技术的一种常用方法，已广泛应用于废气整治、VOCs掌控等领域中。
本文对活性炭吸附脱附催化氧打扮置的工艺流程做简单介绍。
二、活性炭吸附脱附催化氧打扮置活性炭吸附脱附催化氧打扮置是一种高效的废气整治设备，其工作原理如下：将废气通过吸附器进入活性炭层，废气中的有机物被活性炭吸附后，废气经过活性炭层后进入催化氧化室，在催化剂的作用下有机物被彻底分解，最后产生无害的二氧化碳和水。
三、流程介绍活性炭吸附脱附催化氧打扮置的工艺流程重要包括吸附、脱附、催化氧化三个步骤。
1.吸附吸附是活性炭吸附脱附催化氧化技术的第一步，其目的是将废气中的有害物质（如挥发性有机物、苯、甲醛等）吸附到活性炭表面上。
活性炭的吸附效果重要受到以下因素的影响：废气流量、废气中污染物的浓度、活性炭的吸附容量和表面积等。
2.脱附吸附到活性炭表面上的废气污染物需要定期进行脱附，以保证吸附效果和活性炭使用寿命。
常用的脱附方法有热脱附、蒸汽脱附和惰性气体脱附等。
其中，热脱附是最常用的脱附方法，通过加热活性炭，使其吸附的有害物质脱离活性炭表面，进入气相中，最后通过加热后处理得到无害物质。
3.催化氧化催化氧化是活性炭吸附脱附催化氧化技术的核心步骤，重要是将吸附脱附后的废气进行分解和氧化，得到二氧化碳和水等无害的物质。
常用的催化剂包括银、铝和钼等金属催化剂和氧化铁等非金属催化剂。
催化氧化过程重要受到以下因素的影响：催化剂种类、催化剂浓度、废气流量、废气浓度、催化温度和催化时间等。
四、应用现状活性炭吸附脱附催化氧化技术已被广泛应用于不同行业领域中。
其中，印刷、涂装、化工、电子、汽车、食品等行业中的VOCs整治是该技术的重要应用方向。
活性炭吸附和脱附原理
一、活性炭的分类1、按活性炭的形状分类形状特征粉状活性炭除了以木屑等为原料生产的粉状活性炭以外，还包括颗粒活性炭的粉化产物等颗粒活性炭从形状上可分为破碎状、圆柱状、球状、中空微球状等几种破碎状炭椰壳活性炭、煤质活性炭属于此类。
活性炭的外表面因破碎而具有棱角球形炭有将炭化物作成球形以后再活化及以球形树脂为原料生产的活性炭两种纤维状活性炭以纤维状的物质为原料制成的活性炭。
有丝状、布状及毡状几种2、按活性炭的制造方法分类活化方法活化剂化学药品活化法活性炭氯化锌、磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠等化学药品强碱活化法活性炭氢氧化钾、氢氧化钠等气体活化法活性炭水蒸气、二氧化碳、空气等水蒸气活化法活性炭水蒸气3、按活性炭的机能分类活性炭机能高比表面积活性炭比表面积为2500m 2 /g以上的高比表面积活性炭，用强碱活化法制造分子筛活性炭孔径非常小，用于分离气体添载活性炭在活性炭上添载上金属盐之类各种化学药品，用于脱臭、触媒等场合生物活性炭水处理的方法之一。
使活性炭表面形成微生物膜，通过微生物的分解作用进行净化。
与臭氧处理配合，用于净水的高度处理二、活性炭吸附原理活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。
1、物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。
活性炭的多孔结构提供了大量的表面积，从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。
其中起主要作用的是分子之间相互吸附作用力，也叫“范德瓦引力”。
虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。
由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内孔隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满活性炭内孔隙为止。
就像磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力（活性炭内部的C分子受到四面八方的力，受力均衡；而活性炭表面C分子只受到内部的力，受力不平衡，合力指向内部，故活性炭有吸附外界分子来平衡内部力的趋势，从而附近的分子在活性炭表面富集）。
活性炭的吸附原理
活性炭的吸附原理活性炭是一种具有高吸附性能的材料，主要用于水和空气中有机物的吸附。
其吸附原理主要涉及物理吸附和化学吸附两个方面。
1. 物理吸附：活性炭的吸附是基于物理吸附原理进行的。
物理吸附是通过分子间的范德华力吸附或者是电荷相互作用力吸附来实现的。
活性炭具有高度发达的孔隙结构，孔隙大小分布范围广且孔体积大。
这使得活性炭具有大量的微孔和介孔，具有较大的比表面积。
这种结构特点为物理吸附提供了很好的条件。
有机物分子通过扩散进入孔隙中，由于孔内表面吸附作用力的存在，分子会被捕获并停留在孔隙壁上。
物理吸附的过程包括三个主要阶段：传递（transport）、扩散（diffusion）和平衡（equilibrium）。
在传递阶段，有机物分子通过气相或液相传递进入活性炭内部；在扩散阶段，有机物分子沿着孔道扩散到孔壁上，通过范德华力或电荷作用力与活性炭表面相互作用；最终，在平衡阶段，吸附达到动态平衡，吸附物质的吸附量不再随时间的变化而变化。
2. 化学吸附：活性炭的吸附还涉及到化学吸附。
化学吸附是指通过化学键或离子键与吸附剂发生化学反应，从而吸附有机物质。
活性炭上具有丰富的活性官能团，例如羟基、酮基、醛基、羧基等。
这些官能团可以与有机物质中含有的活性基团发生化学键的形式作用，通过化学反应吸附有机物质。
化学吸附的过程涉及到化学键的形成和断裂。
吸附剂表面的活性官能团与有机物分子之间发生化学反应，形成强化学键。
这种吸附方式具有较强的选择性，可以根据有机物分子的特性进行吸附。
总结来说，活性炭的吸附原理主要包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附是通过范德华力或电荷作用力实现的，通过活性炭具有的孔隙结构和大比表面积来提供较好的吸附条件。
化学吸附是通过化学键或离子键的形式与有机物质发生化学反应来实现的，借助活性炭上的活性官能团来与有机物质发生作用。
这些吸附机制共同作用，使活性炭具有高效的吸附性能。
活性炭的吸附性的原理
活性炭的吸附性的原理活性炭是一种高表面积的多孔性吸附材料，通常由天然矿石或有机材料（如木材、植炭和煤）的热解或氧化制得。
其独特的吸附性能来源于其特殊的物理和化学特性，以及其细小孔隙结构。
活性炭的吸附性原理主要包括以下几个方面：1. 超孔隙结构：活性炭具有丰富的孔隙结构，包括微孔、介孔和宏孔。
其中微孔是最重要的，其孔径通常在0.2-2纳米之间。
这些微孔的存在使得活性炭具有巨大的比表面积，通常可达到几百至几千平方米/克。
通过增加比表面积，活性炭可以提高吸附分子与其表面之间的接触面积，从而增加吸附能力。
2. 非极性特性：活性炭主要由碳元素构成，因此具有强烈的非极性特性。
这种非极性特性使得活性炭对许多有机物质具有良好的吸附能力。
有机物质在活性炭表面的吸附是通过范德华力和π-π相互作用等非共价键来实现的。
3. 表面化学性质：活性炭表面通常含有丰富的含氧官能团，如羟基、酚基和羧基等。
这些官能团可以与一些极性物质发生氢键或离子键作用，进一步提高活性炭的吸附能力。
此外，活性炭表面也可能存在一些带电官能团，如胺基、酸基等，可以通过静电作用吸附带相反电荷的离子。
4. 多孔结构：活性炭的多孔结构能够提供大量的吸附位点，从而增加吸附物质的吸附容量。
活性炭的多孔结构包括微孔、介孔和宏孔，各具有不同的孔径和孔容。
这些孔隙可以通过物质的分子大小和形状选择性地吸附物质，实现对不同分子的分离与去除。
5. 表面电荷：活性炭表面通常带有一定的表面电荷，主要来自于活性炭表面官能团的负电荷或正电荷。
这些表面电荷可以影响吸附物质的吸附行为。
当活性炭表面带有正电荷时，可以吸附带有负电荷的离子物质；当表面带有负电荷时，可以吸附带有正电荷的离子物质。
综上所述，活性炭的吸附性能主要取决于其超孔隙结构、非极性特性、表面化学性质、多孔结构和表面电荷等因素。
这些特性使得活性炭具有广泛的应用领域，包括水处理、空气净化、废气治理、食品加工和药物制备等。
活性炭吸附的原理
活性炭吸附的原理
首先，物理吸附是指活性炭表面对各种分子普遍吸附的现象。
活性炭的大表面
积和丰富的微孔结构为物理吸附提供了良好的条件。
当有害物质分子接触到活性炭表面时，由于活性炭表面的吸附能力强，分子会被吸附在活性炭表面上，从而实现对有害物质的去除。
物理吸附是一个可逆过程，当吸附饱和或吸附条件改变时，吸附物质可以脱附。
其次，化学吸附是指活性炭表面对特定化学物质发生化学反应而吸附的现象。
活性炭表面含有丰富的官能团，如羟基、羰基等，这些官能团可以与特定的化学物质发生化学反应，形成化学键而被吸附在活性炭表面上。
化学吸附是一个不可逆过程，一旦化学键形成，吸附物质很难脱附。
活性炭吸附的原理还涉及到吸附剂本身的性质和吸附物质的性质。
活性炭的孔
隙结构对吸附性能有着重要影响，孔径大小和分布会影响吸附剂对不同分子的吸附能力。
此外，活性炭的表面性质也对吸附效果起着重要作用，表面羟基、羰基等官能团的存在会增强活性炭对某些物质的吸附能力。
而吸附物质的性质包括分子大小、极性、溶解度等因素，这些因素会影响吸附物质与活性炭之间的相互作用，从而影响吸附效果。
总的来说，活性炭吸附的原理是一个复杂的过程，既包括物理吸附，也包括化
学吸附，同时还受到吸附剂和吸附物质本身性质的影响。
通过深入理解活性炭吸附的原理，可以更好地选择和应用活性炭吸附剂，从而实现高效去除有害物质的目的。
活性炭吸附技术在环保、水处理、空气净化等领域具有重要的应用前景，对于改善环境质量、保护人类健康具有重要意义。
活性炭催化燃烧装置的工作原理
活性炭催化燃烧装置的工作原理活性炭吸附、脱附+催化燃烧是新一代VOCs处理技术，是将吸附浓缩单元和热氧化单元有机地结合起来的一种方法，主要适用于较低浓度有机气体且不宜采用直接燃烧或催化燃烧法和吸附回收法处理的有机废气，尤其对大风量的处理场合，均可获得满意的经济效果和社会效果。
经吸附净化并脱附后转换成小风量、高浓度的有机废气，对其进行热氧化处理，并将有机物燃烧释放的热量有效利用。
一、工作原理RCO活性炭吸附+脱附+催化燃烧一体装置废气处理设备有机废气先通过干式过滤，将废气中颗粒状污染物截留去除，然后进入吸附床进行吸附，利用具有大比表面积的蜂窝状活性炭将有机溶剂吸附在活性炭表面，经处理后的洁净气体经过风机、烟囱高空排放。
活性炭经过吸附运行一段时间后达到饱和，启动系统的脱附-催化燃烧过程，通过热气流将原来已经吸附在活性炭表面的有机溶剂脱附出来，并经过催化燃烧反应转化生成CO2和水蒸气等无害物质，并放出热量，反应产生的热量经过热交换部分回用到脱附加热气流中，当脱附达到一定程度时放热跟脱附加热达到平衡，系统在不外加热量的情况下完成脱附再生过程。
二、产品特点1、吸附净化效率高，处理效果稳定，确保废气达标排放。
2、具有手动和自动脱附功能，选用贵金属催化剂，通过催化燃烧反应将有机物转化，催化效率高，性能稳定。
3、采用PLC控制，配套可操作触摸屏，使用操作方便，维护管理简单。
4、具备多重安全措施，主反应器配有泄爆装置，设置多点温度探测，具有故障警报及应急处置能力等。
三、应用领域VOCS型吸附+脱附-催化燃烧处理装置采用吸附+脱附组合工艺来处理大风量、中低浓度的有机废气，可处理的有机溶剂包括苯类、酮类、脂类、醇类、醛类、醚类、烷类和其混合类。
可广泛应用于汽车、造船、摩托车、自行车、家用电器、集装箱生产厂的喷漆、涂装车间的有机废气净化，也可与制鞋粘胶、印铁制罐、化工塑料、印刷油墨、电缆、漆包线等流水线配套设备使用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
活性炭吸附原理
1、依靠自身独特的孔隙结构
活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。
活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1g活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800－1500平方米，特殊用途的更高。
也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。
正是这些高度发达，如人体毛细血管般的孔隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。
2、分子之间相互吸附的作用力
分子之间相互吸附的作用力也叫“范德华引力”。
虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。
由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内孔隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满活性炭内孔隙为止。
活性炭脱附的几种方法
（1）升温脱附。
物质的吸附量是随温度的升高而减小的，将吸附剂的温度升高，可以使已被吸附的组分脱附下来，这种方法也称为变温脱附，整个过程中的温度是周期变化的。
微波脱附是由升温脱附改进的一种技术，微波脱附技术已应用于气体分离、干燥和空气净化及废水处理等方面。
在实际工作中，这种方法也是最常用的脱附方法。
（2）减压脱附。
物质的吸附量是随压力的升高而升高的，在较高的压力下吸附，降低压力或者抽真空，可以使吸附剂再生，这种方法也称为变压吸附。
此法常常用于气体脱附。
（3）冲洗脱附。
用不被吸附的气体(液体)冲洗吸附剂，使被吸附的组分脱附下来。
采用这种方法必然产生冲洗剂与被吸附组分混合的问题，需要用别的方法将它们分离，因此这种方法存在多次分离的不便性。
（4）置换脱附。
置换脱附的工作原理是用比被吸附组分的吸附力更强的物质将被吸组分置换下来。
其后果是吸附剂上又吸附了置换上去的物质，必须用别的方法使它们分离。
例如，活性炭对Ca2+、C1-有一定的吸附能力，这些离子占据了吸
附活性中心，可对活性炭吸附无机单质或有机物产生不利影响。
因此，用活性炭吸附待分离溶液中的物质后，选用CaCl2作为脱附剂可降低活性炭对吸附质的吸附稳定性，从而达到降低脱附活化能的目的。
（5）磁化脱附。
由于单分子水的性质比簇团中的水分子活泼得多，能充分显示它的偶极子特性，从而使水的极性增强。
预磁处理能增大水的极性，这就能充分解释经过预磁处理后活性炭的吸附容量减小的现象。
当磁场强度增大时，分离出的单个水分子越多，则阻碍作用就越大，从而吸附容量减小得也就越多。
活性炭本身为非极性物质，活性炭的表面由于活化作用而具有氧化物质，且吸附剂是在湿空气条件下活化而成，它使活性炭的表面氧化物质以酸性氧化物占优势，从而使活性炭具有极性，能够吸附极性较强的物质。
由于这些带极性的基团易于吸附带极性的水，从而阻碍了吸附剂在水溶液中吸附非极性物质。
这种方法常用于溶液中对吸附质的脱附。
（6）超声波脱附。
超声波(场)是通过产生协同作用来改变吸附相平衡关系的，在超声波(场)作用下的吸附体系中添加第三组分后，体系相平衡关系朝固相吸附量减少方向移动的程度大于在常规条件下的吸附体系。
根据超声波的作用原理推测，可能是因为第三组分改变了流体相的极性，增加了空化核的表面张力，使得微小气核受到压缩而发生崩溃闭合周期缩短的现象，从而产生更强烈的超声空化作用。
因此，在用活性炭吸附待分离溶液中的物质后，可以用超声波(场)产生协同作用来改变吸附相平衡关系，降低活性炭对吸附质的吸附稳定性，从而达到降低脱附化能的目的。
活性炭吸附法脱氮
活性炭吸附法脱氮是用活性炭作吸附剂吸附去除尾气中NO X的技术。
活性炭能吸附NO2，还能促进NO氧化成NO2。
特定品种的活性炭还可使NO X还原为N2。
活性炭可定期用碱液再生。
NO X尾气中氮含量大有利于吸附；水分的存在亦有利于吸附，湿度大于50%时，这种影响更为显著。
活性炭吸附法可同时脱附尾气中的硫氧化物。
在300℃以上活性炭有自燃的可能，给吸附和再生造成困难，限制了它的应用。