吸附法净化有害气体净化适用什么场合

气体吸附法
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。(2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料初步混合,钴酸锂和导电剂粘合在一起,提高团聚作用和的导电性。配成浆料后不会单独分布于粘合剂中,球磨时间一般为2小时左右;为避免混入杂质,通常使用玛瑙球作为球磨介子。4、 干粉的分散、浸湿:(1) 原理:固体粉末放置在空气中,随着时间的推移,将会吸附部分空气在固体的表面上,液体粘合剂加入后,液体与气体开始争夺固体表面;如果固体与气体吸附力比与液体的吸附力强,液体不能...
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`C ,本标 准 不 适用于盛装溶解气体、吸附气体的钢瓶,灭火用的钢瓶以及运输工具上和机器设备上附属的瓶式压力容器。2 引用标准GB 2 22 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差GB 2 2 3. 1-223.7 钢铁及合金化学分析方法GB 2 2 4 钢的脱碳层深度测定法GB 2 26 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法GB 2 28 金属拉伸试验方法GB 2 3。 金属洛氏硬度试验方法...
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)高速电子打到萤光粉後会把其内部吸附的气体解吸出来,造成真空度降低。因此FED的寿命与真空保持问题紧紧地联系在了一起;这些问题同样也是SED需要解决的。&&& 虽然SED的制造成本要低於LCD和PDP,但是总成本里面还应该加入研发成本。从佳能1986年研究阴极发射开始算起,已经连续投入20年了,这应该是一笔不小的数字。按照佳能和东芝的计画,SED真正量产要到2007年...
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(4)紫外线消毒法不会产生消毒副产物,不会造成...
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;&生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
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高,特别是生化性很差,且间歇排放,属难处理的工业废水。随着我国医药工业的发展,制药废水已逐渐成为重要的污染源之一,如何处理该类废水是当今环境保护的一个难题。
二、处理方法分类
制药工业废水常用的处理方法大多为:物化法、 化学法、生化法、其他组合工艺等。物化法主要有混凝沉淀法、气浮法、吸附法、电解法和膜分离法;化学 法主要有催化铁内电解法、臭氧氧化法和Fenton 试 剂法;生化法主要有序批...
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非加压渗透吸附法(90年代...
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潜艇中臭味物等有害气体的净化方法
优质期刊推荐密闭空间有害气体的吸附工艺研究
更新时间: 10:50
来源:环境工程
作者: 侯立安  吴鸿辉  王佑君
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摘要:吸附技术是密闭空间比较普遍的净化方法,而制约其净化效果的是吸附剂的发展。为了提高吸附技术的吸附效果,研制了一种新型的吸附材料,实验证明这种吸附材料能够有效的去除密闭空间中的多种有害气体。对于CO2 、H2S、NH3 以及NO2 的消除率均达到了82.2 %以上。同时在湿度较大的情况下也能很好的捕集空气中的粉尘。吸附材料实现了工业化的制备,可以在地下工程或其他密闭环境中得到推广应用。
关键词:有害气体,吸附工艺,吸附剂
随着科学技术的发展及公众对密闭空间有害气体的重视,关于密闭空间有害气体的净化技术也得到了快速发展。目前比较有代表性的有:吸附法、低温等离子净化方法、催化净化法以及臭氧净化法[123 ] 。低温等离子空气净化技术是涉及高能物理、放电物理、放电化学、反应工程学和高压脉冲技术领域的一门交叉学科。与其他污染治理技术相比,等离子体法具有处理流程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点,因而,在工程中得到广泛运用[426 ] 。赵雷等[6 ] 在研究运用低温等离子技术净化空气中甲苯中发现,在电压为9 kV ,甲苯含量小于12 g/m3 时,等离子反应器有较高的净化效率,尤其在低甲苯时,净化效率可接近于100 %。
但是目前低温等离子体净化技术面临的最大问题是容易产生二次污染物&&臭氧,为了避免二次污染物的产生,现在又发展了等离子- 光催化的净化技术, 但对于光源的严格要求又限制了这项技术的运用。催化净化法是利用催化剂的催化作用将空气中的污染物转化为无害物质,或者转化为比原来存在状态更易除去的物质的一种方法。按气态污染物在催化反应过程中的氧化还原性质,催化转化可分为催化氧化法和催化还原法。如:氮氧化物转化为氮气的反应属催化还原法,而二氧化硫转化为三氧化硫属催化氧化法。催化转化法净化技术原理在于:利用催化剂中的活化物质来改变正常化学反应的正逆反应速度, 以提高有害物质向无害物质的转变。
但是目前催化转化法净化技术的局限性在于:只适用于单一成分的气态污染物的净化,由于每种气态污染物转化过程中所需要的催化剂不同,所以对于多种成分共存的空气净化不能使用这种方法。
臭氧净化法是利用臭氧的强氧化性对细菌和病毒进行杀灭,同时它也能对部分VOCs 进行氧化分解。但是研究发现室内污染物间的化学反应都直接或间接与臭氧有关。臭氧能与不饱和烃及氮氧化物反应,并产生大量自由基和官能团,由此引发了多种反应过程,形成本来没有的污染物[5 ] 。所以在选择臭氧净化法要考虑由此可能产生的二次污染物。因此,目前对于室内空气的净化比较普遍的是采用吸附法。
1  吸附技术
吸附技术使用多孔性固体处理气体混合物,使其中所含的一种或几种组分浓集在固体表面,而与其他组分分开。它具有效率高,能回收有用组分,设备简单,操作方便,易于实现自动控制。
1.1  吸附过程
根据吸附剂和吸附质之间发生的作用力的性质, 通常将吸附分为物理吸附和化学吸附。
1) 物理吸附:亦称范德华吸附,是由于吸附剂和吸附质之间的静电力或范德华引力产生的吸附。物理吸附是一种放热过程,其放热量相当于被吸附气体的升华热,一般为20 kJ/mol 左右。物理吸附是可逆的,当系统的温度升高或被吸附气体压力降低时,被吸附的气体将从固体表面逸出。在低压下,物理吸附一般为单分子层吸附,当吸附质的气压增大时,也会变为多分子层吸附。
2) 化学吸附:亦称活性吸附,是由于吸附剂表面与吸附质分子间的化学反应力导致的吸附。化学吸附也是放热过程,但较物理吸附放热量大,其数量相当于化学反应热,一般为84~417 kJ/mol 。化学吸附的速率随温度升高而显著增加,宜在较高温度下进行。化学吸附有很强的选择性,仅能吸附参与化学反应的某些气体,吸附是不可逆过程,且总是单分子层或单原子层吸附。
物理吸附与化学吸附之间没有严格的界限,同一物质在较低温度下可能发生物理吸附,而在较高温度下往往是化学吸附。
吸附净化法的净化效率高,特别是对低浓度气体仍具有很强的净化能力。但是单纯使用吸附技术是很难起到理想的净化效果,因此,它常作为深度净化手段或联合应用几种方法时的最终控制手段。
1.2  吸附剂
吸附剂是吸附技术的关键,目前常用的吸附剂有:活性炭、活性氧化铝、硅胶以及沸石分子筛等。这些吸附材料对于一些有害气体能够起到很好的吸附净化作用,但是对于密闭空间中的有害气体如二氧化碳,氨等的吸附效果较差。另外,研究发现传统的活性炭对于室内有害气体的物理吸附稳定性比较差,在温度压力等条件变化时容易脱附而造成二次污染[6 ] 。所以目前制约吸附技术在密闭环境中的净化效果主要是吸附材料的发展。课题组经过大量的试验,研制了一种新型的吸附材料,并实现了工业化的制备方法,目前已运用于国防工程之中,取得了很好的效果。
2  吸附材料的制备
课题组在对多家公司空气净化材料进行研究分析的基础上,不断探索新的配方和工艺,进行了大量试验,终于研制成功一种新型的吸附材料。
2.1  吸附剂所用的材料
吸附剂是由脂肪酸锌盐、纳石灰、聚乙烯醇、羧甲基纤维素纳组成,同时还有氨、粘合剂、水等。
2.2  吸附剂制备的工艺流程
经过研究,制定了如下工艺流程:
纤维网&喷涂&烘干&直到纤维上0.6~0.8 kg/ m2 为止&验收&用塑料膜密封包装在整个制备的过程中,最大的难点是温度的控制。由于消除剂与活性碳的烘燥温度相差很大,活性碳烘燥温度可以加温到170 ℃,可以在烘道内加热, 整个烘道是长2.5 m ,布网经过喷涂后直接进行烘道, 机上车速1 m/min ,只需25 min就可以烘干了。但对吸附剂的喷涂上述工艺是不可行的。因为喷涂吸附剂的过滤网烘燥温度超过100 ℃就失去吸附性能,而且变成深黄色且吸附剂自身能与空气中CO2 起作用,自吸附性强,故不能过长时间暴露在空气中,因此从喷液到烘燥都是密闭式不用烘道而采用箱式烘箱。经过反复实验后,理想温度是70~90 ℃为最佳。
2.3  吸附剂的制备过程
首先将脂肪酸锌盐优先采用蓖麻油酸锌43~46 份,纳石灰18~21 份,聚乙烯醇0.2~0.9 ,羧甲基纤维素纳1.5 %~1.7 %和水32~34 份混合搅拌(可加热) 呈糊状液体。放入塑料桶内再加入8 %~12 %的氨水,48 %~52 %的TN21 型粘合剂。
优先采用交联型丙烯酸复方粘合剂,混合均匀后放入喷涂容器内。
第二步将纤维网平置在喷涂机的传送带上。
第三步启动喷涂机开关,传动带以1 m/min的车速将纤维网带到喷涂架下,喷涂机上的喷嘴内吸附剂净化液体被4 kg/cm2的压力喷向纤维网。由于喷嘴被一个往复运动机构所带动,为此喷向纤维网上的液体呈一直线。由于传动带的作用,纤维网不断地前进, 一层吸附剂净化层就形成。喷嘴摆动一次数130~ 150 次/min 喷嘴液体分数面积4 cm &2 cm ,喷嘴离纤维网的高度12 cm。
第四步烘燥,将喷好的吸附剂净化层的纤维网放入烘箱内加温到70~80 ℃烘燥,烘燥后再进行第二次喷涂吸附剂净化层,直到是每平方米的纤维网有 0.6~0.8 kg/m2的吸附剂净化层。
第五步密封包装,由于吸附剂净化层能自行吸附空气中的CO2 ,为此从烘箱内取出吸附剂净化层应立即用塑料薄膜加以包装好。
3  吸附材料在净化装置上的运用
为了检验新研制的吸附材料对有害气体的吸附性能,设计将此净化材料和活性炭材料分别运用于同种型号的净化装置上,然后对比它们的吸附效果。
3.1  实验方案
3.1.1  有害气体的净化
在密闭的空间中配备不同浓度的有害气体,将新研制的吸附材料和活性炭空气净化材料,分别装入同一型号的空气净化器内,启动净化器,30 min后检测容器内实验前后的浓度差。
3.1.2  粉尘的捕集率
在一定湿度(55 %) 的密闭空间中吹入一定量的粉尘,将新研制的吸附材料和活性炭空气净化材料, 分别装入同一型号的空气净化器内,然后启动空气净化器。30 min后,测定密闭空间中粉尘量。
3.2  实验结果及分析
新研制的吸附净化材料及活性炭净化材料对有害气体的净化实验结果如表1。
从表1 中可以看出,传统的活性炭对二氧化碳几乎不能起到吸附净化作用。而新研制的吸附材料对于多种有害气体的净化能起到很好的效果,平均达到了91.7 % ,明显高于传统的活性炭净化材料。
对粉尘的捕集实验结果如表2。
从表2 中可以看出,新研制的吸附净化材料在湿度较大的情况下对粉尘的捕集率也非常高, 达到 98 %。
该吸附材料不仅可以运用于空气净化装置中,还可以单独作用。打开包装袋将其放于有害气体浓度较高的密闭环境中,它就能自行吸附有害气体。
1) 吸附法是目前空气净化运用比较广泛的技术之一,而制约其发展的重要因素是吸附材料。传统的吸附材料对密闭空间中二氧化碳的吸附能力非常弱。
2) 为促进吸附工艺在空气净化中的运用,课题组研制了一种新型吸附材料,通过实验证明,这种吸附材料能够有效净化密闭空间中的多种有害气体。同时在湿度较大情况下对粉尘的捕集率也是非常高。
3) 新研制的吸附材料已经实现了工业化的制备方法,因此可以在地铁、地下商场、游乐场所等密闭环境中得到推广应用。
4) 通过对材料的改进,吸附工艺在运用于密闭环境内的空气净化中完全可以取得很好的效果[9 ] 。
[ 1 ]  丁照兵,李娟,李波. 室内空气净化技术研究综述[J ] . 微量元素与健康研究,) :63265.
[ 2 ]  陈金花,卢军. 室内空气污染治理的研究进展[J ] . 重庆建筑大学学报,) :1082112.
[ 3 ]  徐海云,杨庆平. 室内空气净化技术[J ] . 舰船防化,2008 (1) : 12219.
[ 4 ]  竹涛,李坚,梁文俊,等. 低温等离子体控制污水处理厂恶臭气体[J ] . 环境工程,) :9212.
[ 5 ]  杜伯学,荀占龙,刘弘景. 低温等离子体治理柴油机尾气污染的研究进展[J ] . 环境保护科学,) :12215.
[ 6 ]  赵雷,周中平. 低温等离子体技术净化空气中的甲苯[J ] . 环境科学研究,) :70273.
[ 7 ]  徐江兴,姜安玺,王琨. 臭氧引起的室内化学污染[J ] . 哈尔滨建筑科技大学学报,) :74277.
[ 8 ]  程琰,尹华强,刘勇军,等. 多孔炭材料在室内空气污染控制中的应用[J ] . 林产化学与工业,) :92297.
[ 9 ]  杨国斌,南志民,常映明. 树脂吸附处理导弹坑道推进剂污染 [J ] . 环境工程,) :44246.
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吸附法在室内空气净化中的应用
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核心提示:  吸附法在室内空气净化中的应用bookmark0郭鹏,葛晓陵,张元bookmark1(华东理工大学,上海对今后的研究重点和发展方向提出了几点建议。  国内外大量研究表明,室内空气污染主要有3个方面:
  吸附法在室内空气净化中的应用bookmark0郭鹏,葛晓陵,张元bookmark1(华东理工大学,上海对今后的研究重点和发展方向提出了几点建议。  国内外大量研究表明,室内空气污染主要有3个方面:(1)室外被污染的空所通过对流交换直接进入室内;(2)人类自身新陈代谢和日常活动引起的污染;(3)建筑装修材料和室内设备带来的污染。可将其分为:可吸入固体颗粒物,包括粉尘、烟尘;有害无机小分子气体,有NH3二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、甲醛、苯酚等;有害有机大分子,包括人体散发的气味、烹调油烟、挥发性有机化合物等;细菌病毒等致病微生物。最早吸附法应用于分离过程,主要是利用气体和液体分子有吸着于固体物质表面的趋势来分离混合物中的不同组分。如能将其应用于室内空气净化,将会产生理想的效果。  1吸附法净化室内空气的机理bookmark2按作用力的性质可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附的产生基于分子间的范德华力,它相当于流体相分子在表面上的凝聚,不需要活化能且速度快,一般是可逆的;化学吸附的实质是一种发生在固体颗粒表面的化学反应,固体颗粒表面与吸附质之间产生化学键的结合,它反应需要活化能且速度慢,一般是不可逆的。  吸附热力学从热力学角度对吸附现象进行了研究。设在定压下进行吸附的自由能变化为AG焓变为AH,熵变为AS,则有下式:从吸附开始到吸附达到平衡状态,意味着系统的自由能减少,而表示系统杂乱程度的熵也减少。式(1)中AH常为负值。这说明吸附常常是一个放热过程。  物理吸附时温度越低,吸附量越大。另一方面,在化学吸附中,吸附量与温度的关系,经常呈现极大值和极小值的关系。对气体来说,北川浩/2V推导出了等量微分吸附热qiso:qiso-等量微分吸附热;和微分吸附热qd:蒸气压;T-热力学温度一般来说,物理吸附的微分吸附热和被吸附物质的冷凝热大小相当;而化学吸附,则和化学反应热相当;与物理吸附热相比,化学吸附热是相当大的。这一理论不能解释微生物吸附。微生物吸附现象有以下几种:(1)细胞外富集积;(2)细胞表面吸附或络合;(3)细胞内富集。其中细胞表面的吸附和络合对死活微生物都存在,而胞外和胞内的大量富集则往往要求微生物具有活性。在一个吸附体系中,可能会存在上述一种或几种机制。生物吸附机理的理解对于开发新型吸附材料、发展溶液浓缩、离子分离和回收都有很重要的意义,有待进一步研究。  2吸附法净化室内空气的优点bookmark3(1)应用范围广。不仅可以吸附空气中的多种污染成分,如固体颗粒、有害气体等,而且有些吸附剂(如Ti2,蛇纹石)本身具有抗菌、抑菌作用,可以消除空气中的致病微生物。应用场所不受限制,无论是在居室、厨房、厕所、办公室还是公共娱乐场所都适用。  (2)应用方便。吸附剂可以选择多种载体,操作起来方便可靠。只要同空气相接触就可以发挥作用。在油漆、涂料和布料中加入吸附型添加剂就可加原有产品的功能。  (3)价格便宜。普通吸附剂价格不高又不需要专门设备,不消耗能量,应用起来比较经济。  面的应用。  3存在的主要问题bookmark4 3.1吸附机理的理论研究不足各种吸附剂饱和吸附量不同,其估算模型也有区别,这方面的研究还不够深入。对近年来出现的仿生吸附,电气石永久极体吸附等新的吸附方式,旧的吸附理论也不能做出令人满意的解释。  3.2单一吸附剂吸附效果差应用于分离过程的吸附剂大多具有专一性,对某种或某类组分具有很好的吸附效果,但室内空气成分复杂,所需除去的物质种类不同、浓度差别大,这就需要开发具有较大吸附范围的新型吸附剂。  3吸附剂吸附能力补偿存在困难物理吸附存在吸附饱和问题,吸附剂使用一段时间后吸附剂吸附能力达到饱和,就失去了吸附功能。  化学吸附时,随着吸附剂的消耗,吸附剂的吸附能力也会变弱。因此,吸附剂吸附能力的补偿也是吸附法应用于空气净化所应解决的关键问题之一。  3.4二次污染问题吸附剂吸附空气中的有机物后,如不能及时清理,在适当的条件下就会成为细菌病毒滋生的理想场所,从而造成更严重的二次污染。  4将来的研究重点和发展方向4.1理论研究和新型复合吸附剂的开发加强吸附理论研究,寻找新的吸附材料,以对室内空气主要污染源有强吸附能力的吸附剂为主体,适当加入对其它低浓度的有害气体有去除作用的吸附物质,制成对某一物质有良好吸附效果且吸附范围广的复合吸附剂。在此复合吸附剂中还可以加入一些具有保健功能的物质,进一步营造良好的室内环境。  2解决吸附剂吸附能力的补偿问题吸附剂吸附能力的补偿方法常用的有更换和再生。这种方法补偿效果明显,但仅仅适用于吸附剂集中且易于同其它物质分离的情况。再生不需要更换吸附剂,只是对吸附剂或含有吸附剂的载体进行物理或化学处理(如洗涤、汽蒸),使其重新获得吸附能力。这种方法再生效果不稳定,操作起来也比较麻烦。最理想的方法是吸附剂自身具有再生能力。有人以超细Ti2为主体,利用它具有的光催化能力,制成了用于病房、公共场所杀菌消毒的吸附剂,在光照情况下吸附自我再生能力很强。利用电气石的永久电极特性也可制成具有吸附自我再生能力的吸附剂。  4.3解决二次污染的问题吸附剂在吸附过程中产生的有害物质和细菌病毒等致病微生物的积累,以及更换后的废弃吸附剂都会造成二次污染。室内空气流动不畅时更严重。解决这一问题,要从多方面综合考虑,采用合适的吸附剂,定期更换、处理吸附剂或吸附剂载体,对不方便处理的一定要采用具有自我再生能力的吸附剂。  4.4新型产品的开发根据使用场所的不同可以开发出通用型(保健型)和专用型(防护型)吸附剂。通用型适用于家庭、办公室等人们长时间停留的场所,起到清洁空气,进健康的作用。专用型主要适用于特定场所,如在医院就应当使用具有强杀菌作用的吸附剂;在厨房放置对油烟有理想吸附效果的吸附剂;应用于厕所的吸附剂要有很好的除臭能力。对吸附剂载体的选择除了功能性之外还应当有美学方面的考虑。己经面市的吸附功能纤维、吸附功能涂料都有很好的卖点。如果能生产出一些观赏性更高的装饰用品用于盛放吸附剂,可能更易于被消费者所接受。  如果能解决好这些问题,吸附法不仅可以成为解决室内空气污染的一种重要途径,还会在环境保护的其它领域发挥更大的作用。  (收修改稿日期:)
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