VOCs废气处理中吸附材料的性能及参数

随着国家对污染管控的越来越严，VOCs排放监管也越来越规范。低浓度、大风量VOCs废气的列入监管处理的范围。当前对低浓度、大风量VOCs废气处理技术主要有间隙式吸附-脱附-催化燃烧技术，和连续式吸附-脱附-催化燃烧技术。间隙式吸附-脱附-催化燃烧技术通常是活性炭浓缩-催化燃烧技术；连续式吸附-脱附-催化燃烧技术通常是分子筛转轮浓缩-催化燃烧技术。低浓度VOCs的浓缩的核心材料是吸附材料，了解吸附材料的性能，用好VOCs吸附材料对浓缩催化燃烧技术非常重要。

1.什么是吸附材料？

吸附材料也称吸附剂，是一种能有效从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附材料应具有大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质（VOCs）有强烈的吸附能力；不与吸附质（VOCs）和介质发生化学反应。

常见的吸附材料有：活性炭、硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等。这些吸附材料中最具代表性的是活性炭，吸附性能相当好，用于废气处理中VOCs的吸附、防毒面具、水体净化等等。

2.吸附材料的主要参数？

饱和吸附容量：吸附容量是单位重量吸附剂达到吸附饱和时能吸附的吸附质（VOC）的量，单位为mg/g。不同VOCs，由于化学性质不同，沸点不同，饱和吸附量差别很大，可用等温吸附线测量饱和吸附量。

穿透曲线：吸附剂在固定床吸附废气吸附操作时,从穿透点开始到出、入口气流中吸附质浓度相等为止这段时间内出，流出口浓度随时间的变化曲线称为穿透曲线。由于穿透曲线易于测定和描绘，它反映床层吸附负荷曲线形状，从而确定其床层传质区长度。吸附过程中，流出气体中出现吸附质时，这个点称为穿透曲线的穿透点，也可用流出物浓度为进料浓度的5%或10%为作为穿透点。到达穿透点时吸附剂的吸附量称为穿透吸附量，或穿透容量。

图1是典型的穿透曲线（来自百度），进一步说明了吸附过程吸附带的移动和穿透点，吸附带的高度（传质区长度）越小吸附剂的利用率越高。

脱附温度：脱附是吸附的逆过程，是使已被吸附的组分达到饱和的吸附剂中析出，吸附剂得以再生的操作过程。脱附也是被吸附于界面的物质在一定条件下，离逸界面重新进入体相的过程，也称解吸。脱附有热脱附，减压脱附，冲洗脱附等等工艺。低浓度VOCs吸附的浓缩脱附往往采用热脱附，脱附温度就是指吸附在吸附材料表面VOC通过热脱附再生，所需要的最低温度。

高性能的吸附材料应该具备量饱和吸附量大、吸附带窄，热脱附温度越低。

3．吸附材料的吸附性能

活性炭和分子筛是最为常用的吸附材料，广泛用于低浓度VOVs的浓缩技术上。活性炭主要用于间隙式吸附-脱附；分子筛主要用于连续式吸附-脱附（如转轮技术）。

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