有很多教科書上都明確寫道:氣體通過吸附劑床層的風速一般為0.2~0.6m/s。通過工程實踐發(fā)現,這種說法有些偏頗。當人們利用活性碳纖維作吸附劑處理VOCs時,所使用的風速絕不會超過0.15m/s,因為由于受到床層阻カ的限制,一般活性碳纖維層的厚度不會超過150mm。那么為什么老的教科書給出這個數據呢?考查發(fā)現:過去人們大都采用顆?;钚蕴孔魑絼?,它的床層厚度一般設計在0.2~0.6m,不會超過1m,所以就給出了這個數據。實際上,通過工程實踐發(fā)現,廢氣通過床層的速度是由廢氣在床層中與吸附劑的接觸時間決定的??偨Y工程實踐,廢氣在吸附床層內與吸附劑的接觸時間為0.8~1.2s即可將廢氣中的吸附質完全吸附下來,也就是說,采用這樣的風速,完全可以滿足治理要求。
關于脫附溫度,很多人都認為與吸附質的沸點有關,認為要想把高沸點的物質從吸附劑上脫附下來,脫附介質的溫度必須高于該物質的沸點。實踐證明這種觀點是錯誤的。吸附質的脫附溫度與其沸點沒有直接關系,而是和它的飽和蒸氣壓有關。這個結論可以用脫附原理來說明。大家都知道,要想使吸附質分子從吸附劑表面脫附下來必須給它能量或推動力,使其能夠從吸附劑表面“蒸發(fā)”到吸附劑孔道中,從而進入氣相主體。而在通常采用的脫附方法中,加熱脫附是給它提供能量,以增加分子的動能;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,給廢氣造成一個濃度差,從而給廢氣分子由吸附劑表面向氣相轉移提供一個推動力,這個推動力越大,廢氣分子的脫附速度就越快。所以,從這個理論出發(fā)就不難理解,吸附質的脫附溫度是與其飽和蒸氣壓直接相關的,而與它的沸點無關。如洗過的衣服通常是在低于水的沸點下晾干的。
不一定。當采用活性碳纖維作吸附材料時,就不需要設置單獨的干燥工序;而采用顆?;钚蕴孔魑讲牧蠒r就必須進行干燥。在20世紀80~90年代PVC行業(yè)用顆?;钚蕴孔魑絼┗厥章纫蚁﹩误w時,各治理廠家無一例外地都有熱空氣干燥這一步。而到本世紀初,有的工程公司改成活性碳纖維作吸附材料時,就大膽地省去了熱空氣干燥的工序,而且將整個回收工藝由原來的5步簡化為3步。
為什么可以省去于燥工序?經過認真分析認為,經過水蒸氣脫附的炭基吸附劑的微孔中存在著的水分有2類,一類為“自由水”,另一類是吸附在炭基吸附劑表面的“吸附水”。由于顆?;钚蕴康目椎篱L且孔體積比活性碳纖維大得多,這樣,在脫附后的顆粒活性炭中就會存有大量的“自由水”;因此,當顆?;钚蕴棵摳酵瓿芍螅仨毻ㄟ^于燥,把吸附劑中的“自由水”蒸發(fā)掉,才能使再進入的廢氣分子與吸附劑表面接觸,將“吸附水”分子置換下來。而由于活性碳纖維的微孔體積比顆粒炭的微孔體積小得多,很難有“自由水”存在,因此可以省去熱空氣干燥,脫附完了可直接轉入吸附工序。這樣不僅可以使脫附水蒸氣的用量大大降低,而且使吸附回收工序大大縮短,降低了運行成本。