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活性炭物理吸附的过程和步骤

浏览量:    发表时间:13-05-17 17:20:08
活性炭物理吸附的过程和步骤
    物质在固体表面上或微孔容积内积聚的现象叫吸附。混合物通过某种设备后,其中部分物质被去除的现象叫过滤。就室内空气来说,经过活性炭后,部分有害物质被去除,活性炭起过滤作用;而就部分有害物质来说,活性炭则起吸附作用。
    吸附过程分为物理吸附和化学吸附两种。物理吸附单纯靠分子间的引力把吸附质吸附在吸附剂表面。物理吸附是可逆的,降低气相中吸收质分压力,提高吸附温度,吸附质会迅速解吸,而不改变其化学成分。化学吸附具有很高的选择性,一种吸附剂只对特定的物质有吸附作用。化学吸附是不可逆的,吸附后被吸附质已发生变化,改变了原来的特性。
    物理吸附过程可分为以下几个步骤:(a)污染气体通过吸附边界层,污染气体的分子可能被吸附,也可能被从活性炭表面带走,这取决于该成分在载气和边界层中气体里的浓度差值,该值决定着吸附的强弱。当污染空气通过活性炭时,一些有害气体的浓度差值很大,所以被吸附下来,而空气中的固有成分由于浓度差基本为零,所以正常通过,而一些颗粒(如烟尘)由于过大,直接被留在大孔和中孔中。当有害气体的浓度差为零时,活性炭失效,需重新活化。(b)被吸附的分子向微孔扩散。(c)该分子被牢牢的绑扎在吸附剂表面。
    以上三个步骤在化学反应中也必然发生。化学吸附中,吸附剂与吸附质结合比较牢固,必须在高温下才能脱附。化学吸附比物理吸附推动力更大,结合更牢固,所以对毒性很强的污染物,用化学吸附更安全。
    总的来说,当某一吸附质与吸附剂的表面接触时,究竟是发生物理吸附还是化学吸附,要取决于吸附剂表面的反应性、吸附质的性质、温度和其他因素。其实这两种吸附不是截然分开的,需看分子力和化学键谁是主要的。
    在动态条件下,完成对蒸汽的脱除,要求活性炭不仅要有一定的吸附容量,khd3yd而且还要有一定的吸附速度。如果只有大的吸附容量而无一定的吸附速度,当蒸气与其短暂接触时就来不及被吸附而穿透活性炭层,反之,若只有大的吸附速度,而无一定的吸附量,脱除量也是很小的。通常认为,活性炭脱除空气中的蒸气包括以下一个或多个阶段:
   (1)外扩散。空气中的气体或蒸气向颗粒的整个表面扩散;
   (2)内扩散。气体或蒸气分子向活性炭大孔内部(或沿大孔表面)的扩散;
   (3)颗粒内表面对分子的吸附;
   (4)被吸附的蒸气与活性炭或被吸附氧、水或浸渍剂之间的反应。