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VOCs脫附效果分析
(1)脫附溫度與飽和蒸氣壓的關(guān)系。從脫附原理上講,吸附質(zhì)從吸附劑表面脫附的根本原因是,吸附質(zhì)分子必須克服吸附劑表面對它的引力,增大它脫離表面的推動(dòng)力。也就是說,要想使吸附質(zhì)分子從吸附劑表面脫附下來,就必須給它能量或推動(dòng)力,使其能夠從吸附劑表面“蒸發(fā)”到吸附劑孔道中,從而進(jìn)入氣相主體。而在通常采用的脫附方法中,加熱脫附是給其提供能量,以增加分子的動(dòng)能;吹掃脫附和降壓(真空)脫附,都是為了降低吸附劑孔道中廢氣分子的分壓,也就是蒸氣壓,給廢氣造成一個(gè)濃度差,從而給廢氣分子由吸附劑表面向氣相轉(zhuǎn)移提供一個(gè)推動(dòng)力,這個(gè)推動(dòng)力越大,廢氣分子的脫附速度就越快。所以,從這個(gè)理論出發(fā)就不難理解,吸附質(zhì)的脫附溫度是與其飽和蒸氣壓直接相關(guān)的,而與它的沸點(diǎn)無關(guān)。
(2)一些飽和蒸氣壓較低的物質(zhì)在脫附時(shí),溫度過高反而會(huì)使脫附率下降。從吸附的分類上說,可分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附,所形成的鍵能只在范德華力的范圍,即大只有80kJ/kmol左右,而化學(xué)吸附的吸附鍵力可達(dá)到400kJ/kmol以上。在物質(zhì)的吸附上,往往存在一種現(xiàn)象:當(dāng)溫度低時(shí)是物理吸附,如果溫度升高,則可能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)吸附。也就是說,當(dāng)脫附溫度過高時(shí),使本來存在的物理吸附狀態(tài)可能轉(zhuǎn)化成化學(xué)吸附狀態(tài),使得吸附鍵的鍵能大大增加,因而反而不易脫附下來。這就是為什么溫度過高,反而使物質(zhì)脫附率下降的原因。
當(dāng)然,要想*搞清這個(gè)問題,只能對兩種狀態(tài)的吸附鍵的鍵能進(jìn)行測定。但目前對吸附鍵鍵能的測定還較困難,雖然有人采用同步輻射光電離的方法,能夠測定一些物質(zhì)的化學(xué)鍵的鍵能,但采用此法能不能很好地測定吸附鍵的鍵能,目前還未見報(bào)道。
對脫附溫度確定方法的建議
(1)對于飽和蒸氣壓>10kPa的物質(zhì),原則上都可以采用100℃的水蒸汽進(jìn)行脫附;但從節(jié)約能源的角度講,建議對飽和蒸氣壓較大且沸點(diǎn)較低(如<70℃)的物質(zhì),如:沸點(diǎn)56.1℃,飽和蒸氣壓2371.86kPa (100℃);沸點(diǎn)66℃,飽和蒸氣壓101.33kPa(66.0℃);沸點(diǎn)39.75℃,飽和蒸氣壓80.00kPa(35℃)等,建議采用較低溫度的氮?dú)膺M(jìn)行脫附,這樣不僅可降低脫附劑的溫度,同時(shí)在對脫附后混合氣體冷凝時(shí),也不用采用溫度很低的冷凝水進(jìn)行冷凝分離(如需要采用7℃低溫水進(jìn)行冷凝分離),就可以節(jié)約能源。由于采用了氮?dú)饷摳剑簿褪∪チ藢淠奶幚韱栴}。
(2)對于飽和蒸氣壓較低的物質(zhì)采用高溫脫附時(shí),也要采用適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行脫附,這樣既能收到高的脫附效率,也能達(dá)到節(jié)能目的。
當(dāng)然,對于各種物質(zhì)脫附溫度的選擇,目前還沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)可以查詢,還需要進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)才能初步確定,然后再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性分析,才能后確定所選擇的脫附溫度是否合適。
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