吸附性能,针对不同VOCs选择合适的操作条件十分重要。温度能影响扩散速度和吸附平衡,提高温度能提高扩散速率,加快到达吸附平衡的时间,但升高温度会导致吸附量下降,吸附操作时宜将温度控制在40℃以内研究了不同温度下活性炭对酸酯的吸附过程,发现随着温度升高,饱和吸附量不断降低。对于同一有机物的吸附,吸附容量随着进口浓度的增加而增大,随着气体流速的提高而减小,活性炭吸附法最适于处理VOCs浓度为GUPTA等[55]通过研究颗粒活性炭对和的吸附行为后,建立数学模型,发现该模型可以通过流速、床高和入口浓度来确定穿透时间。采用固定床反应器实验考察了不同温度和表观气速下GH-8活性炭对低浓度萘的吸附行为可用Yoon-Nelson模型描述。增大气相主体压力,即增大了吸附质的分压,有利于吸附,压力降低有利于解析,低分压的气体比高分压气体更易吸附[57]。湿度能显著影响活性炭对VOCs的吸附性能,高华生等[58]研究发现当气体湿度大于50时,对吸附的抑制作用显著增强,特别是对低浓度的VOCs影响非常显著活性炭在处理烷类非水溶性VOCs时,气体中水分的含量对吸附效果有很大的影响,甚至能够使烷脱附;而对于乙醇类水溶性VOCs,水分的影响并不大,这与乙醇有较大极性且与水能混溶有关。工业排放的有机废气往往含有多种组分,多组分VOCs在活性炭上吸附时,各组分间会发生竞争吸附。一种组分的存在,常常会对另一种组分有,吸附过程还存在置换作用。TEFERA等[60]建立二维数学模型研究固定床吸附器上多组分VOCs的吸附竞争,该模型可以准确的预测多组分混合物间的吸附竞争和吸附平衡。在活性炭上的二元吸附过程,发现高沸点组分能置换低沸点组分,二元体系的吸附量较同等条件时的单组分吸附量均有不同程度的降低。
4、结语
活性炭吸附法是工业中最为广泛使用的VOCs治理方法,但活性炭在实际应用中还存在一些问题,如吸附容量不高、吸附后活性炭的再生能力差、吸附性能受水气等环境因素影响较大等。为了进一步优化活性炭的吸附性能,要加强对活性炭吸附过程影响因素的研究,寻找行之有效的活性炭孔结构调控和表面改性方法,开发具有更佳吸附性能或满足特定需求的高效吸附材料(如特种用途活性炭、高强度活性碳纤维、活性碳布等)。在综合考虑活性炭吸附治理VOCs的影响因素的础上,改进和研制VOCs回收及综合利用设备,设计的工艺操作条件,使活性炭在VOCs的治理方面得到更广阔的应用。
5、展望
利用活性炭吸附法从矿浆或者溶液中提金的工艺有:炭浆法(简称CIP法)、炭浸法(CIL法)和炭柱法(简称CIC法)几种类型,它们的工艺基本上都包括以下几个步骤:(1)从矿浆或者溶液中用活性炭吸附浸出金,产出载金炭;(2)对载金炭进解吸处理,使炭上的金重新转入溶液中,产出金的解吸贵液;(3)利用各种方法从含金贵液回收金;(4)把已被解吸后的贫炭进行再生处理,恢复它的活性后,返回吸附作业再用。
1活性炭的特征
活性炭从起外观分为粉末炭和颗粒炭两类。颗粒炭可以从多种含炭物料如各种纤维素、木材、椰壳、果壳、果核及各种煤制造产出。
研究工作表明,活性炭的结构与石墨类似,是由微小的晶片所构成,晶片的厚度只有几个碳原子厚,直径为微米,而且排列很不规则,具有很多具有分子一般大小的大量开口孔穴的侧壁。因此活性炭是具有发达的细孔结构和巨大吸附表面机的活性物质,它是Au(CN)-良好的吸附剂。活性炭的细孔结构很复杂,由直径介于的微孔和直径大于1000的大孔及介于的过渡孔组成,细孔结构是影响活性炭吸附特性的主要因素。
活性炭表面积是决定其吸附能力的重要指标,通常可用比表面积(米2/克)来表示,活性炭的表面积由颗粒的外表面和由细孔构成的内表面两部分组成,比较起来,由细孔结构构成的内
2活性炭的吸附过程
由Au(CN)-向炭粒表面的外扩散,向炭粒内部的内扩散和吸附三个步骤来完成。
3、影响活性炭吸附的因素
3.1、活性炭的类型
椰壳炭与杏核炭的吸附特性远优于煤质炭和焦质炭。
3.2、吸附设备结构
常见吸附槽有轴流式和径流式良种,比较而言,轴流式槽的阻力较小,死区也小,炭磨损率也低,尤其是采用双叶轮时更加明显。
3.3、矿浆性质指矿浆的粒度特性、浓度和粘度、有机物含量、矿浆的PH值等。
矿浆的粒度特性是指矿浆中常含有一些大于级间筛筛孔尺寸的木屑或粗粒矿砂,将会造成级间筛筛孔的堵塞和载金炭的品位下降,另外,含木屑的载金炭的解吸率也不高。 矿浆浓度的大小主要影响矿浆比重和流动性,将直接影响活性炭的漂浮性和分布不平衡,不利于吸附,实践证明一般控制在较好。
矿浆粘度主要受细泥含量多少来决定,泥多,粘度大,流动性差,易造成级间筛的堵塞,同时浸出,吸附效果均不好。
矿浆中的有机物主要指木屑,油类物质、腐植酸、浮选剂等。它们可以被活性炭吸附,影响金的吸附率,并使活性炭中毒,给炭的活化再生带来困难。
3.4、吸附段数和底炭浓度
吸附段数与底炭浓度一般由试验和经验来确定,吸附断数一般为4~6段,底炭浓度则5~25克/升之间控制,采用逆流串炭(间断式和连续式两种)。
3.5、矿浆充气
矿浆充气量过大会降低金的浸出速度和活性炭对金的吸附,充气方式一般有中心充气和管道充气两种,时间证明轴内中心充气法更好。 4提炭设备和工艺操作
4.1、提炭设备
目前使用的是有涡轮泵、射流泵、空气混合室三种。
4.2、工艺操作
提炭一般由第一槽开始,然后逐槽进行串提炭,后在末槽补加炭,提炭次数依据试验与理论计算为依据,各班保持统一。
5载金炭的解吸
5.1、载金炭解吸的原理
试验研究证明,活性炭吸附的过程实际上是一个可逆过程,当炭吸附金时,温度、压力、PH值和氰根(CN—)浓度过高会明显降低金的吸附量,因此完全可以采取有效的方法使载金炭上的金被解吸到溶液中去。
5.2、载金炭的解吸方法和工艺条件
5.2.1、常压加温解吸法(又名扎德拉解吸法
这是早出现的较简单的方法。是在温度为℃的条件下,用和配制的混合水溶液使之通过载金炭床,大约需小时完成解吸要求。
5.2..2、加压解吸法
在温度为压力为,混合水溶液为配制而成,解吸4~6小时可使脱炭含金低于克/吨。本法周期不长,但是设备费用高,解吸贵液送电积前必须冷却。