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减排前沿丨衡量活性炭吸附性能的重要指标,了解一下?

   日期:2022-07-21     来源:大城小E    

活性炭是一种黑色多孔的固体炭质,由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳,并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。因其比表面积大、吸附性能强,被广泛用作工业吸附剂。

                                           

评价活性炭的好坏有诸多指标,主要包括碘吸附值(碘值)、四氯化碳吸附值(CTC)、亚甲基蓝吸附值、比表面积、铁盐、灰份、水份等,不同领域对评价指标的选择性也有所差异,在VOCs治理中考虑偏多的是碘值。碘值是指活性炭在0.02N 12/KL水溶液中吸附的碘的量,活性炭碘值范围一般在400~1300,碘值与直径大于10A 的孔隙表面积相关联,表示活性炭的大于1.0nm微孔的发达程度,是活性炭对小分子杂质吸附能力的表现。一般而言,碘值越高,代表活性炭吸附能力越强、其价格相对也就越高。

 

活性炭吸附及其组合技术当前在VOCs治理中的应用极为广泛,然而目前市场上存在大量质量低、吸附效果差的活性炭,难以满足VOCs污染控制要求。因此,国家及地方生态环境部门针对活性炭也出台了一系列的政策、标准及规范文件,引导企业用对、用好活性炭,实现VOCs有效减排。

 

20206月,生态环境部印发《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》(环大气〔202033号),明确采用活性炭吸附技术时对所用活性炭的碘值要求。采用活性炭吸附技术的,应选择碘值不低于800毫克/克的活性炭,并按设计要求足量添加、及时更换。

此外,生态环境部部长信箱还就活性炭碘值问题予以回复:对于采用颗粒状、柱状等活性炭吸附的,应选择碘值不低于800毫克/的活性炭;采用蜂窝状活性炭吸附的,建议选择与碘值800毫克/克颗粒状、柱状等活性炭吸附效率相当的蜂窝状活性炭,并按照设计要求足量添加、及时更换。由此可见,碘值作为衡量活性炭吸附性能的主要指标之一,尤其值得重视!

 

颗粒状和柱状活性炭碘值可达800毫克/克及以上,而满足要求的蜂窝活性炭在当前尚难以量产。因为蜂窝活性炭是由70%活性炭、17%海泡石和13%高岭土采用陶瓷工艺制成的活性炭,即采用碘值>1000毫克/克的活性炭粉与粘土、粘结剂等混合,一部分微孔被堵塞,使蜂窝活性炭自身的比表面积以及微孔分布下降,所以碘值也会随之降低,一般最高达600mg/g

 

那么,与碘值800毫克/克颗粒状、柱状等活性炭吸附效率相当的蜂窝状活性炭如何选择呢?除碘值之外,我们还可以采用CTC指标。根据文献及实验数据调研结果,发现碘值800毫克/克的颗粒状和柱状活性炭,其CTC值约为40~45%;而蜂窝活性炭因为风阻较小,废气停留时间较短,与碘值800毫克/克颗粒状、柱状等活性炭吸附效率相当的蜂窝状活性炭,其CTC值一般需达到55%,建议读者参考。

最后,活性炭的碘值该如何测定呢?现行通常有两种活性炭碘值的标准测定方法:《煤质颗粒活性炭试验方法 碘吸附值的测定》(GB/T 7702.7-2008)和《木质颗粒活性炭试验方法 碘吸附值的测定》(GB/T 12496.8-2015,分别适用于煤质活性炭和木质活性炭,根据活性炭种类选择相应的碘值测定方法即可。



 
 
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