微波辐照再生载甲苯活性炭纤维的研究

【摘要】：吸附法是目前应用最广泛的有机废气处理方法。活性炭纤维作为吸附性能优于活性炭的高效活性吸附材料,受到越来越多的重视和研究。吸附剂的再生在很大程度上决定了吸附系统的经济性能,再生操作与吸附操作同样重要。废气处理用活性炭纤维的再生研究相对于水处理用研究来说还比较少,微波脱附技术是吸附剂再生的一种新技术,本文选用甲苯为有机废气的代表物,进行了微波加热再生载甲苯活性炭纤维的研究。 本文研究了四种不同比表面积的粘胶基活性炭纤维对低浓度甲苯废气的吸附性能。测定了在20℃时,活性炭纤维对甲苯的吸附等温线,并采用Langmuir方程和Freundlich方程对数据进行拟合。实验结果表明:活性炭纤维对低浓度甲苯废气有极强的吸附性能,Langmuir方程和Freundlich方程能很好的拟合实验数据,而Freundlich方程更为合适。 实验采用K型铠装热电偶测定活性炭纤维在微波场中的升温行为;微波功率和氮气线速对其升温影响很大,并且活性炭纤维的量与活性炭纤维温度变化也有很大的关系。通过解吸率曲线和解吸动力学模式可以看出,微波再生活性炭纤维解吸率高,解吸时间短。微波功率在420W以上,在3min-4min内,解吸率可达97%以上。再生过程中,通过正交实验探讨了微波功率、微波辐照时间、氮气线速、活性炭纤维吸附量和活性炭纤维量等五个因素的对再生效果的影响。得出本实验条件下的再生工艺优化条件:微波功率为700W,微波辐照时间210s,氮气线速0.2m/s,活性炭纤维吸附量为550.38mg/g,活性炭纤维量为185mg。实验结果同时还表明了再生次数对活性炭纤维吸附性能影响不大。 微波辐照再生活性炭纤维方法设备简单,解吸率高,再生时间短,能耗低,活性炭纤维损耗较小,甲苯气体可利用冷凝法回收,具有很好的应用前景。