活性炭去除空气中的气体污染物,在通风和空调领域,化学过滤器使用活性炭作为主要过滤材料。
活性炭材料中有很多肉眼看不见的微孔,其中大部分微孔的孔径为5?~ 500?在此期间,单位材料中微孔的总内部表面积可以达到700 ~ 2300平方米/克。也就是说,在米粒大小的活性炭颗粒中,微孔的内部表面积等于大客厅内墙面的大小。没有明显化学反应的吸附称为物理吸附,这种吸附主要依靠范德瓦尔斯力。空气中沸点较高的玻璃分子(常温以上)与活性炭接触后,部分由微孔凝聚成液体,用毛细管原理停留在那里,部分由与分子尺寸相似的微孔填满,与材料融为一体。大气中氮、氧、二氧化碳、氢、氩等主要成分的沸点都很低,活性炭无法吸附。普通活性炭是疏水物质,所以对水蒸气的吸附能力也受到限制。此外,活性炭还可以吸附并杀死一些空气微生物。
经过化学处理,使材料与有害气体发生化学反应的吸附称为化学吸附。活性炭用范德瓦尔斯力捕获气体分子,材料的化学成分与污染物反应,产生固体成分或无害气体。化学处理的主要方法是在活性炭中均匀混合某些试剂,因此化学处理的活性炭也被称为“浸渍炭”。
在使用过程中,吸附能力继续减弱,如果减弱到一定程度,过滤器就会被废弃。只要进行物理吸附,就可以用加热或水蒸气熏蒸的方法将有害气体从活性炭中分离出来,使活性炭再生。
活性炭的吸附特性:
1、吸附容量,单位活性炭能吸附污染物的最大量称为吸附容量。不同材料的吸附容量可能不同。不同材料对气体的吸附容量可能不同。温度、背景浓度变化时,吸附容量也随之变化。
2、停留时间。空气在活性炭层停留的时间称为停留时间。停留时间越长,吸附越充分,为了保持足够的停留时间,木炭层要足够厚,过滤风速要尽可能低。
3、服务寿命,新的活性炭吸附效率高,使用中效率持续下降,过滤器下游有害气体接近允许的浓度极限时,过滤器将被废弃。废弃前使用时间是服务寿命,也称为有效保护时间。
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