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VOCs和水蒸气在活性炭上的吸附平衡研究

龚燕飞  
【摘要】: 人口数量的过度增加与工业的快速发展,导致环境的污染日益严重。其中大气污染是直接影响人类以及整个生态环境的因素之一,挥发性有机化合物(VOCs)就是一类较严重的大气污染物,人类也越来越重视对它的治理。其中吸附法是处理VOCs的比较有效的方法之一:它以经济实用、净化效率高、基本无二次污染等特点得到广泛应用。在实际吸附净化过程中,很多含有VOCs的废气中混有水蒸气,这就涉及到水蒸气对活性炭吸附VOCs的影响问题。 本文采用气相色谱为检测手段,结合称重法和吸附柱穿透曲线法测定了30℃下苯、甲苯、丙酮、乙酸乙酯在不同相对湿度下在活性炭上的平衡吸附量数据,为研究有机物和水蒸气二元混合气体的吸附平衡提供了实验依据。 研究结果表明挥发性有机物在活性炭上的单组分吸附时,有机物的性质对吸附效果有显著影响,分子量越大,饱和蒸汽压越低、沸点越高的挥发性有机物,达到平衡时活性炭吸附量越大。 有水蒸气存在情况下,活性炭对挥发性有机物的吸附量随水蒸气含量即相对湿度的增大而减小,特别是当相对湿度大于50%以后,穿透时间显著提前,吸附量显著降低。当相对湿度等于80%时,活性炭的吸附量减少到单组分吸附的50%左右。有水蒸气存在情况下,活性炭吸附挥发性有机物的吸附效果还与有机物本身的极性有很大关系,本实验采用的四种挥发性有机物的极性按照甲苯、苯、乙酸乙酯、丙酮依次增大,水蒸气对它们在活性炭上吸附的影响也依次增大,即在有水蒸气存在条件下,极性越大的挥发性有机物在活性炭上的吸附受到水蒸气的影响越大。


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