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活性炭化学过滤器知识介绍

化学过滤器清除空气中的化学气体污染物,以满足微电子、核工业、制药、化工、环保、实验动物、轻工业等行业的需求。
工业发展和城市扩大,大气中的有害气体浓度增加;技术进步和生活改善,人们对纯净空气的要求提高。对化学过滤器的需求逐渐增加。
目前的化学过滤器多为活性炭过滤器。
吸附原理
活性炭有选择性地吸附气体,而不是机械地“过滤”杂质。
活性炭表面有大量微孔,其中绝大部分孔径小于500A(1A=10-10m)。单位材料微孔的总内表面积称“比表面积”,比表面积可高达700~2300m2/g。
涉及吸附时,空气中的有害气体称“吸附质”,活性炭为“吸附剂”。由于分子间的引力,吸附质粘到微孔内表面。若伴有化学反应,称化学吸附,否则为物理吸附。
在吸附质被吸附剂吸附的同时,也会有部分吸附质脱离吸附剂,称“脱附”。使用中,吸附能力会不断减弱,脱附增加,增加到某一程度,活性炭报废。
有时,加热或用水蒸汽熏蒸可使吸附质脱离吸附剂,使活性炭再生。
活性炭材料
活性炭材料分颗粒炭、纤维炭。
传统的颗粒活性炭有煤质炭、木质炭、椰壳炭、骨炭。有时,颗粒炭被制成粉末,粘在其它多孔材料上,再加工成型。
纤维活性炭由含碳有机纤维制成。它的孔径小(<50A)、吸附容量大、吸附快、再生快。常用纤维基材有酚醛、植物纤维、聚丙烯腈、沥青。
活性炭吸附性能
吸附容量 ─ 对某种气体,单位活性炭所能吸附的最大量称“吸附容量”。不同材料,或吸附不同气体,吸附容量不同。
滞留时间 ─ 气流穿过活性炭层的时间称“滞留时间”。滞留时间越长,吸附越充分。为保持足够的滞留时间,炭层要足够厚,过滤风速不能太高。
使用寿命 ─ 新的活性炭吸附效率高,使用中效率不断衰减,当过滤器下游有害物浓度接近允许范围时,过滤器报废。报废前的使用时间为使用寿命,也称“穿透时间”。
选择性 ─ 一般说来,分子量大或沸点高的气体易吸附;挥发性有机气体比无机小分子气体易吸附;化学吸附比物理吸附选择性强。活性炭经化学浸渍后,增加对特定气体的吸附能力。
活性炭过滤器的选用
影响活性炭过滤器吸附效率和使用寿命的主要因素有:污染物的种类和浓度,气流的温度、压力、相对湿度、滞留时间。
实际选用时,要根据污染物种类、浓度和处理风量等条件,确定活性炭的种类和过滤器形式。
通过监测过滤器前后污染物浓度变化,可以判定活性炭是否应更换。但目前国内尚无方便实用的监测手段,因此,用户只能按规定周期或凭经验决定活性炭过滤器的使用寿命。
使用过程中,活性炭过滤器阻力不变,但重量会增加,有经验的专业人员可根据重量变化确定过滤器的使用寿命。
活性炭过滤器的上下游均应有好的除尘过滤器,其效率规格应不低于F7。上游过滤器防止灰尘堵塞活性炭材料;下游过滤器滤除活性炭本身的发尘。

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