吲哚類,、硝基化合物、烴類,、醛類,、脂肪酸類、醇類,、酚類,、酯類以及有機(jī)鹵系衍生物等。
該類有機(jī)物大多具有毒性,，部分已被列為致癌物,，如氯乙烯、苯,、多環(huán)芳烴等,。多數(shù)VOC易燃易爆，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的安全造成威脅,；部分VOC對(duì)臭氧層具有破壞作用,，如氯氟烴(CFCs)和含氫氯氟烴(HCFCIs)。因此,，需要經(jīng)濟(jì)有效的處理手段治理這些有機(jī)廢氣,，其中吸附技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
VOC的處理方法可以分為兩類：一類是 具有破壞性的方法,，如焚燒法和催化燃燒法等,，該方法可打斷VOC廢氣的化學(xué)鍵，將VOC轉(zhuǎn)化成CO2和H2O,；另一類是 非 破壞性方法,，即吸附法，常用的回收方法有炭吸附法,、冷凝法和膜分離法,。而在各種揮發(fā)性有機(jī)廢氣的治理方法中,， 活性炭?jī)艋O(shè)備吸附法已經(jīng)占據(jù)了重要的地位并得到了廣泛應(yīng)用。吸附治理技術(shù)因而成為研究的重點(diǎn),。
一、吸附技術(shù)的分類
根據(jù)吸附質(zhì)和吸附劑之間吸附力的不同,，吸附操作分為物理吸附與化學(xué)吸附兩大類,。
物理吸附又稱范德華吸附，是 吸附劑分子與吸附質(zhì)分子間吸引力作用的結(jié)果,，因其分子間的結(jié)合力較弱,，故容易脫附，如固體和氣體之間的分子弓I力大于氣體內(nèi)部分子之間的引力,，氣體就會(huì)凝結(jié)在固體表面上,，吸附過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)，吸附在吸附劑上的吸附質(zhì)的蒸氣壓等于它在氣相中的分壓,。
化學(xué)吸附是 由吸附質(zhì)與吸附劑分子間化學(xué)健的作用所引起,，其間的結(jié)合力比物理吸附大得多，放出的熱量也大得多,，與化學(xué)反應(yīng)熱數(shù)量級(jí)相當(dāng),，過(guò)程往往不可逆，化學(xué)吸附在催化反應(yīng)中起著重要作用,。
二,、吸附機(jī)理及應(yīng)用特點(diǎn)分析
1、吸附機(jī)理
吸附質(zhì)被吸附劑吸附的過(guò)程可分為三步：
第一步外擴(kuò)散：吸附質(zhì)從流體主體通過(guò)擴(kuò)散(分子擴(kuò)散與對(duì)流擴(kuò)散)傳遞到吸附劑顆粒的外表面,。因?yàn)榱黧w與固體接觸時(shí),，在緊貼固體表面處有一層滯流膜，所以這一步的速率主要取決于吸附質(zhì)以分子擴(kuò)散通過(guò)這一滯流膜的傳遞速率,。
第二步內(nèi)擴(kuò)散：吸附質(zhì)從吸附劑顆粒的外表面通過(guò)顆粒上的微孔擴(kuò)散進(jìn)人顆粒內(nèi)部,，到達(dá)顆粒的內(nèi)部表面。
第三步吸附：吸附質(zhì)被吸附劑吸附在內(nèi)表面上,。對(duì)于物理吸附,，第三步通常是 瞬間實(shí)現(xiàn)的，所以吸附過(guò)程的速率通常由前二步?jīng)Q定,，據(jù)內(nèi),、外擴(kuò)散速率的相對(duì)大小分為：外擴(kuò)散控制、內(nèi)擴(kuò)散控制和內(nèi)外擴(kuò)散聯(lián)合控制三種,。
2,、吸附機(jī)理的特點(diǎn)
化學(xué)吸附熱與化學(xué)反應(yīng)熱相近，比物理吸附熱大很多,。如CO2和氫在各種吸附劑上的化學(xué)吸附熱為83740J/mol和62800J/mol,，而這兩種氣體的物理吸附熱約為25120J/mol和8374J/mol,。
物理吸附?jīng)]有很高的選擇性，其主要取決于氣體或液體的物理性質(zhì)及吸附劑的特性,。而化學(xué)吸附具有較高的選擇性,，如氯可以被鎢或鎳化學(xué)吸附。
化學(xué)吸附時(shí),，溫度對(duì)吸附速率的影響較顯著,，溫度升高則吸附速率加快，因其是 一個(gè)活化過(guò)程,，故又稱活化吸附,。而物理吸附即使在低溫下，吸附速率也可能較大,，因它不屬于活化吸附,。化學(xué)吸附總是 單分子層或單原子層,，而物理吸附則不同,，低壓時(shí)，一般是 單分子層,，隨著吸附質(zhì)分壓增大,，吸附層可能轉(zhuǎn)變成多分子層。
三,、VOC治理中常用的吸附劑及應(yīng)用
吸附法的吸附效果主要取決于吸附劑性質(zhì),、氣相污染物種和吸附系統(tǒng)工藝條件(如操作溫度、濕度等因素),，因而吸附法的關(guān)鍵問(wèn)題就在于對(duì)吸附劑的選擇,。通常固體都具有一定的吸附能力，但只有具有很高選擇性和很大吸附容量的固體才能作為工業(yè)吸附劑,。吸附劑要具有密集的細(xì)孔結(jié)構(gòu),，內(nèi)表面積大，吸附性能好,，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,，耐酸堿、耐水,、耐高溫高壓,，不易破碎，對(duì)空氣阻力小,。常用的吸附劑主要有分子篩,、活性碳(顆粒狀)和活性碳纖維、活性氧鋁、硅膠等,。
1,、吸附劑的選擇原則
吸附劑的性能對(duì)吸附操作的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)起著決定性的作用，吸附劑的選擇是 非 常重要的,，一般的選擇原則為：1)具有較大的平衡吸附量,。一般比表面積大的吸附劑的吸附能力也強(qiáng)；2)具有良好的吸附選擇性,；3)容易解吸,，即平衡吸附量與溫度或壓力具有較敏感的關(guān)系；4)有一定的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性,，性能穩(wěn)定，床層壓降較低,，價(jià)格便宜等,。
2、常用的吸附劑及應(yīng)用
2.1,、合成沸石(分子篩)及在VOC治理領(lǐng)域應(yīng)用
沸石吸附劑是 具有特定而且均勻一致孔徑的多孔吸附劑,，其只能允許比其微孔孔徑小的分子吸附上去，比它孔徑大的分子則不能進(jìn)人,，有篩分子的作用,，故稱為分子篩。
分子篩早在1756年就被發(fā)現(xiàn),，但在工業(yè)上得到應(yīng)用,，則是 在1954年美國(guó)聯(lián)合碳化物公司實(shí)現(xiàn)人工合成分子篩以后。從此,，各國(guó)競(jìng)相研究,，相繼應(yīng)用。我國(guó)是 在20世紀(jì)50年代末60年代初實(shí)現(xiàn)人工合成分子篩的研究,，并工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用,。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界合成分子篩的型號(hào)已有100多種,，但用量較多,、應(yīng)用較廣的仍是 A型、X型和Y型,，其它用量不大,。根據(jù)原料配比、組成和制造方法不同,，可以制成不同孔徑(一般從3A到8A)和形狀(圓形,、橢圓形)的分子篩。
根據(jù)VOC廢氣成分的區(qū)別，分子篩的具體參數(shù)也不盡相同,，如標(biāo)稱孔徑,、堆積密度、顆粒直徑,、抗壓強(qiáng)度,、晶胞常數(shù)、比表面積等都有區(qū)別,。分子篩是 極性吸附劑,，對(duì)極性分子，尤其對(duì)水具有很大的親和力,。由于分子篩突出的吸附性能,，使得它在吸附分離中有著廣泛的應(yīng)用，主要用于各種氣體和液體的干燥,，芳烴或烷烴的分離及用作催化劑及催化劑載體等,。
2.2、活性炭及其在VOC治理領(lǐng)域應(yīng)用
活性炭是 黑色粉末狀或顆粒狀的無(wú)定形碳,?；钚蕴恐鞒煞殖颂家酝膺€有氧、氫等元素,?；钚蕴吭诮Y(jié)構(gòu)上由于微晶碳是 不規(guī)則排列，在交叉連接之間有細(xì)孔,，在活化時(shí)會(huì)產(chǎn)生碳組織缺陷,，因此它是 一種多孔炭，堆積密度低,，比表面積大,。活性炭無(wú)臭,、無(wú)味,、無(wú)砂性、不溶于任何溶劑,，對(duì)各種氣體有選擇性的吸附能力,，對(duì)有機(jī)色素和含氮堿有高容量吸附能力。每克總表面積可達(dá)500~1000㎡,。相對(duì)密度約1.9~2.1,，表觀相對(duì)密度約0.08~0.45。
活性炭的研究,、生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展很快,，目前應(yīng)用較多的主要是 粉末狀、顆粒狀的活性炭和活性碳纖維。除此之外,，蜂窩狀活性炭作為一種環(huán)保吸附材料,，被處理廢氣在通過(guò)蜂窩活性炭方孔時(shí)能充分與活性炭接觸，吸附效率高,，風(fēng)阻系數(shù)小,，具有優(yōu)良的吸附、脫附性能和氣體動(dòng)力學(xué)性能,，采用蜂窩狀活性炭的環(huán)保設(shè)備廢氣處理凈化效率高,，吸附床體積小，設(shè)備能耗低,，能夠降低造價(jià)和運(yùn)行成本,。
2.3、新型吸附材料
近些年,，各國(guó)對(duì)環(huán)保,、節(jié)能領(lǐng)域提出更高要求，吸附劑的研發(fā)工作也取得了飛快的發(fā)展,。碳分子篩是 一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小的微孔組成,，孔徑分布0.3~1mm之間,，最大用途是 空氣分離制作純氮。其吸附氧而得到純氮,，即可得到比原始空氣壓力稍低的氧氣,。
吸附法的優(yōu)點(diǎn)在于去除效率高、能耗低,、工藝成熟,、脫附后溶劑可回收。缺點(diǎn)是 設(shè)備龐大,、流程復(fù)雜,、投資后的運(yùn)行費(fèi)用較高且有二次污染產(chǎn)生，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或-雜質(zhì)時(shí),，吸附劑易中毒,。
在實(shí)踐中遇到的最常見(jiàn)的多孔材料(如活性炭，硅膠和分子篩)的一些缺點(diǎn),，如低吸附能力,、易燃性，并有與再生的問(wèn)題,。因此,，人們 一直專注新型多孔材料的吸附能力、快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和高可逆性。
因此,，新型吸附劑的開(kāi)發(fā)對(duì)擴(kuò)大吸附分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域尤為重要,。與傳統(tǒng)吸附劑相比，新型高效吸附劑可大大提高吸附VOC的能力,，提高去除率,，極大降低排放氣中殘余VOC含量。而新型金屬一有機(jī)骨架材料由于具備較高的空隙率,、好的化學(xué)穩(wěn)定性,、可調(diào)的孔結(jié)構(gòu)和高的比表面積，比其它的多孔材料具有更為廣泛的應(yīng)用前景,。
北京市華康中天國(guó)際環(huán)保節(jié)能科技有限公司（http://www.huakangcc.com）主要為玻璃制造,、鋼鐵、冶金,、電廠等行業(yè)提供 光催化凈化設(shè)備,、 酸霧凈化設(shè)備、及環(huán)境污染治理方案,。