活性炭吸脱附系统中脱附温度影响的因素及脱附效果

随着催化燃烧市场的逐步爆发，各环保企业或其他之前并不是搞环保的企业发现了新的投资方向或者说是商机，都分分模仿或者购

买设备逆向研究等多种方式办法，制作生产并销售这类产品。但是此类产品相对于之前的废气净化设备（光氧等离子等）要复杂的

多，下面给大家解析一下活性炭吸脱附系统中脱附温度影响的因素及脱附效果：

（1）脱附温度与物质的沸点基本没有关系。以三甲苯为例，其沸点是164.7℃，而采用100℃的水蒸汽，却能够将其很好地脱附下

         来（脱附率97.01%）。而对于比它的沸点低得多的丙烯酸（沸点141℃），采用100℃的水蒸汽进行脱附时，丝毫不起作用。

（2）纵观上表中的各种物质，凡是饱和蒸气压在10.0kPa以上的物质，采用100℃的水蒸汽都能够很好地脱附下来。而饱和蒸气压

        较低的物质，如苯乙烯（25℃时为0.841）、邻苯二甲酸二丁酯（148.2℃时为0.13）、丙烯酸丁酯（20℃时为0.53）等，虽

        沸点比三甲苯低得多，但由于它们的饱和蒸气压很低，采用100℃的水蒸汽仍然无法将它们脱附下来。由此可得出结论：物质

        的脱附温度基本与沸点无关，而和它的饱和蒸气压有密切关系。

（3）一些物质之所以难以脱附，皆是因为它们的饱和蒸气压很低造成的。由此，也可纠正对苯乙烯难以脱附的原因归结到“苯乙烯

        在吸附剂表面发生了聚合反应”的错误认识。

（4）对于难以脱附的物质，当采用热氮气脱附时，并不是温度越高脱附的越彻底，过高的脱附温度反而使其脱附效率下降。如表中

        所示，在采用热氮气对甲基异丁酮（沸点115.8℃，20℃时的饱和蒸气压为2.13kPa）进行脱附时发现，当温度升至100℃时，

        脱附率只有63.10%；为提高脱附率，将氮气温度提高到170℃，此时的脱附率达到76.50%；这时考虑再升温已毫无意义，将

        温度试着下降，结果发现，脱附率反而逐渐上升。当温度降至110℃时，脱附率达到了峰值99.20%。

        因此得出，对于难以脱附的物质进行脱附时，并不是温度越高，脱附越彻底，过高的脱附温度反而使其脱附效率下降。如遇此

        类问题 时，应通过实验，慎重选择适当的脱附温度，以取得最佳的脱附效率。

       活性炭脱附VOCs效果分析

（1）脱附温度与饱和蒸气压的关系。从脱附原理上讲，吸附质从吸附剂表面脱附的根本原因是，吸附质分子必须克服吸附剂表面对它

        的引力，增大它脱离表面的推动力。也就是说，要想使吸附质分子从吸附剂表面脱附下来，就必须给它能量或推动力，使其能够

       从吸附剂表面“蒸发”到吸附剂孔道中，从而进入气相主体。而在通常采用的脱附方法中，加热脱附是给其提供能量，以增加分子的

       动能；吹扫脱附和降压（真空）脱附，都是为了降低吸附剂孔道中废气分子的分压，也就是蒸气压，给废气造成一个浓度差，从而

       给废气分子由吸附剂表面向气相转移提供一个推动力，这个推动力越大，废气分子的脱附速度就越快。所以，从这个理论出发就不

       难理解，吸附质的脱附温度是与其饱和蒸气压直接相关的，而与它的沸点无关。

（2）一些饱和蒸气压较低的物质在脱附时，温度过高反而会使脱附率下降。从吸附的分类上说，可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附

      所形成的键能只在范德华力的范围，即最大只有80kJ/kmol左右，而化学吸附的吸附键力可达到400kJ/kmol以上。在物质的吸附上，

      往往存在一种现象：当温度低时是物理吸附，如果温度升高，则可能转变为化学吸附。也就是说，当脱附温度过高时，使本来存在的

      物理吸附状态可能转化成化学吸附状态，使得吸附键的键能大大增加，因而反而不易脱附下来。这就是为什么温度过高，反而使物质

      脱附率下降的原因。当然，要想彻底搞清这个问题，只能对两种状态的吸附键的键能进行测定。但目前对吸附键键能的测定还较困难，

      虽然有人采用同步辐射光电离的方法，能够测定一些物质的化学键的键能，但采用此法能不能很好地测定吸附键的键能，目前还未见

      报道。

对脱附温度确定方法的建议

（1）对于饱和蒸气压＞10kPa的物质，原则上都可以采用100℃的水蒸汽进行脱附；但从节约能源的角度讲，建议对饱和蒸气压较大且沸

        点较低（如＜70℃）的物质，如：丙酮：沸点56.1℃，饱和蒸气压2371.86kPa（100℃）；四氢呋喃：沸点66℃，饱和蒸气压101.

        33kPa（66.0℃）；二氯甲烷：沸点39.75℃，饱和蒸气压80.00kPa（35℃）等，建议采用较低温度的氮气进行脱附，这样不仅可降

        低脱附剂的温度，同时在对脱附后混合气体冷凝时，也不用采用温度很低的冷凝水进行冷凝分离（如二氯甲烷需要采用7℃低温水进

        行冷凝分离），就可以节约能源。由于采用了氮气脱附，也就省去了对冷凝水的处理问题。

（2）对于饱和蒸气压较低的物质采用高温脱附时，也要采用适当的温度进行脱附，这样既能收到高的脱附效率，也能达到节能目的。

        当然，对于各种物质脱附温度的选择，目前还没有现成的数据可以查询，还需要进行反复实验才能初步确定，然后再进行经济可行性

     分析 ，才能最后确定所选择的脱附温度是否合适。

以上内容仅供VOCs治理同行参考。