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活性炭纖維吸附脫附冷凝回收設(shè)備原理以及用途
閱讀：3452 發(fā)布時(shí)間：2020-5-30活性碳纖維是經(jīng)過活化的含碳纖維，將某種含碳纖維（如酚醛基纖維、PAN基纖維、黏膠基纖維、瀝青基纖維等）經(jīng)過高溫活化（不同的活化方法活化溫度不一樣），使其表面產(chǎn)生納米級的孔徑，增加比表面積，從而改變其物化特性。
活性碳纖維(ACF)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型、高效、多功能吸附材料，是繼粉狀活性炭和粒狀活性碳之后的第三代產(chǎn)品?；钚蕴祭w維具有大比表面積(1000～3000m2/g)和豐富的微孔，微孔體積占總孔體積90%以上?；钚蕴祭w維具有比粒狀活性碳更大的吸附容量和更快的吸附動(dòng)力學(xué)性能，在液相、氣相中對有機(jī)物和陰、陽離子吸附效率高，吸、脫附速度快，可再生循環(huán)使用，同時(shí)耐酸、堿，耐高溫，適應(yīng)性強(qiáng)，導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性好，是一種比較理想的環(huán)保材料。目前，隨著對活性碳纖維的表面結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的探索和了解，活性碳纖維的表面改性技術(shù)及其在污染物凈化領(lǐng)域中的應(yīng)用研究越來越受到重視。
性能特點(diǎn)
功能活性碳纖維與傳統(tǒng)的吸附劑——粒狀或粉狀活性炭相比，具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)與性能特征。ACF纖維直徑細(xì)、比表面積大、微孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、孔徑小且分布窄、吸附容量大、吸脫速度快、再生容易。它對ppb級的痕量物質(zhì)吸附特別有效，亦即低濃度下吸附效率高(例如對甲苯的吸附，GAC至少為100ppm，而ACF可達(dá)10ppm。另外ACF制品濾阻、濾損小、強(qiáng)度高、不易粉化、容易處理、凈化純度高、雜質(zhì)少。
ACF對各種有機(jī)和無機(jī)氣體以及水溶液中的有機(jī)物和貴重金屬離子等具有較大的吸附量和較快的吸附速度，凈化效率高。尤其聚丙烯腈基活性碳纖維(PAN-ACF)中含有氮，對硫系化合物和氮系化合物具有特殊的吸附能力，這是任何其他原料基ACF無法與其比擬的。
ACF對低濃度物質(zhì)更顯優(yōu)異的吸附性能，在處理微量雜質(zhì)和提純?nèi)芤旱膽?yīng)用上，GAC和PAC是無法與其比擬的。同時(shí)，ACF具有耐堿、耐酸、耐高溫、導(dǎo)電和化學(xué)穩(wěn)定性等。重要的是ACF可操作性好，具有普通纖維的機(jī)械物理性能，能自由地加工成不同形態(tài)的纖維制品(如布、帶、氈等)，能與其它功能纖維復(fù)合使用，便于設(shè)計(jì)出更加小型緊湊的各種吸附和過濾裝置，為工程應(yīng)用和設(shè)備簡化帶來更大的便利。
而且，ACF制品在振動(dòng)下不會(huì)發(fā)生裝填松動(dòng)或過緊，克服了GAC和PAC在操作時(shí)易形成溝槽和沉降等問題，特別適合吸附和脫附頻繁的廢水處理和空氣凈化。所以，國外已經(jīng)在環(huán)保、化學(xué)化工、食品、醫(yī)療衛(wèi)生、航天、原子能、電子、交通運(yùn)輸、紡織和日常生活等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用了ACF及其制品。
用途
活性碳纖維氈用于有機(jī)溶劑的回收，對于從氣相分離回收有機(jī)溶劑，如對苯類、酮類、酯類、石油類的廢氣均能從氣相吸附回收。用活性炭纖維作溶劑回收材料吸附脫附速度快、處理量大，回收溶劑質(zhì)量高，回收率可達(dá)90%以上。
隨著人類環(huán)保意識的不斷加強(qiáng)，對于生存的環(huán)境，特別是對空氣、水等凈化密切相關(guān)的活性炭等環(huán)保材料的性能要求越來越高，粒狀或粉狀活性炭已能很好滿足使用要求。傳統(tǒng)的活性炭是一種粒狀或粉狀的炭材，自20世紀(jì)初實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，在分離及凈化水及其它液體的除臭、凈化等方面得到廣泛應(yīng)用。粒狀或粉狀的結(jié)構(gòu)，它的吸附速度較慢，分離效率不高，特別是它的物理形態(tài)在應(yīng)用時(shí)有許多不便，限制了應(yīng)用范圍。
活性炭纖維孔徑小且分布窄，吸附速度快，吸附量大，容易再生。與粉狀(5nm~30nm)活性炭相比，活性炭纖維在使用過程中產(chǎn)生的微粉塵少，可制成紗、線、織物、氈等多種形態(tài)的制品，使用時(shí)更加靈活方便?；钚蕴坷w維被認(rèn)為是21世紀(jì)的環(huán)保材料之一，在氣體和液體凈化、有害氣體及液體吸附處理、溶劑回收、功能電極材料等方面已得到成功應(yīng)用。
再生方法
活性炭纖維氈久用之后，微孔會(huì)被填滿，致使吸附能力有所下降。使用某種辦法可使吸附質(zhì)的動(dòng)能增加，擺脫引力，自活性碳纖維中逸出（不能*解吸）。此時(shí)活性炭纖維的吸附功能即可復(fù)原，重復(fù)使用?；钚蕴坷w維脫附再生的方法很多，如熱蒸汽解吸法、氮?dú)饨馕ǖ?，有機(jī)廢氣治理中常用熱蒸汽解吸法。
關(guān)于活性炭纖維吸附回收裝置現(xiàn)代工藝原理
吸附：含VOCs的廢氣穿過吸附劑床層，VOCs被吸附在吸附劑的微孔結(jié)構(gòu)中，干凈的氣體則排入大氣。脫附：吸附劑吸附飽和后，失去吸附性能，需要對其脫附再生，主要利用熱源將吸附質(zhì)氣化，然后被載體攜帶出。吹掃：吸附質(zhì)在加熱氣化過程中，吸附劑也相應(yīng)的被加熱，低溫有利于吸附的進(jìn)行，因此需要降低吸附劑的溫度。