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吸附技术对于治理低浓度挥发性有机气体具有高效性和经济性,因此被广泛应用于VOCs的治理或回收。与活性炭相比,吸附树脂具有物理化学性质稳定、表面基团和孔结构可调、容易脱附等特点,但是采用吸附树脂来治理挥发性有机气体的研究报道非常少。
以苯和氯苯作为吸附质,以超高交联吸附树脂(NDA-150和NG-20)和活性炭(GAC-1和GAC-2)为吸附剂,通过吸附穿透实验,测定上述种吸附剂对苯和氯苯的吸附等温线,实验结果表明:(1)超高交联吸附树脂和活性炭吸附苯和氯苯的吸附等温线都表现出交叉的现象,这可能是由于低浓度区间吸附主要是由于微孔填充作用,而活性炭的微孔体积较大,因此吸附量大;而在高浓度区间,可能由于在吸附树脂中孔内发生的毛细凝聚作用,使得吸附量上升而显示出比活性炭高的吸附量。此种现象在工业应用中可以根据蒸汽浓度大小选择合适的吸附剂,如较高浓度时可选用吸附树脂。(2)在实验温度范围内,苯和氯苯在几种选择的吸附剂的平衡吸附数据用Freundlich方程和Langmuir方程都能够很好的拟合。
通过单组分、双组分动态吸附实验可得到如下结论:(1)选择合适的初始浓度、停留时间、吸附温度可提高吸附性能。(2)采用蒸汽吹脱法能对树脂进行有效的脱附,苯和氯苯的脱附率可达到98%以上。(3)双组分动态柱吸附实验表明苯和氯苯存在着竞争吸附,在双组分体系中NDA-150对苯和氯苯的吸附量都比单组分低。(4)NDA-150树脂的含湿量对苯的穿透吸附容量产生了明显的影响,而对苯的饱和吸附容量几乎没有影响。
针对扬农化工集团的副产氯化氢气展开中试研究,结果表明:(1)吸附-脱附稳定性实验中NDA-150树脂去除氯化氢气体中苯和氯苯运行效果稳定,树脂机械强度高,约40天实验过程中树脂反复使用未见破碎现象。稳定性实验表明气体流量约19m3/h时穿透吸附容量为300~350mg/g,吸附柱压差稳定在3~3.5kPa。(2)采用蒸汽吹脱法吹脱树脂,蒸汽温度为150℃,蒸汽量为100 L(液态水量)时可进行经济有效的脱附。(3)树脂的含湿量对苯的吸附有较大影响,因此水蒸气再生后需用热空气吹干。