活性炭吸附法治理激光工艺雕刻废气的研究

激光工艺雕刻是新兴行业,其排放的废气对附近居民的身体健康和空气环境危害巨大.雕刻作坊具有规模小,分散于居民区内的特点,给废气的治理净化带来很大的困难,目前国内外关于激光工艺雕刻废气成治理净化的研究还未有文献报道.本文采用活性炭吸附治理激光工艺雕刻废气.实验通过分析激光工艺雕刻废气在活性炭表面吸附的穿透曲线,吸附等温线等特性曲线,分析了不同浓度,温度对激光工艺雕刻废气在活性炭表面吸附的动力学,热力学性质的影响;通过对吸附等温线与经典吸附等温方程的拟合,确定了激光工艺雕刻废气在活性炭上的吸附机理;对比分析了热脱附,超声波脱附和微波脱附等不同再生方法,对吸附激光雕刻废气活性炭的再生效果,取得了一些有意义的成果. 1.动力学实验发现,10℃条件下,当激光雕刻废气浓度为800 mg·m~(-3),体系发生穿透需要250min以上的时间,而废气浓度为4000 mg·m~(-3)时,体系只需100min即发生穿透.由此可见浓度越大,当体系越易发生穿透,废气浓度越高,穿透曲线更为陡峭,即穿透曲线在传质区中心点斜率急剧增大. 2.动力学实验分析表明,随着温度升高,穿透曲线整体前移.从10℃上升至50℃时,浓度为800mg·m~(-3)的废气在10℃需要250min体系才发生穿透,而在50℃时只需要150min即发生穿透,后者比前者的穿透曲线提前大约100min.而浓度为4000mg·m~(-3)的废气在50℃的穿透时间,相比于10℃,穿透曲线只提前大约20min.由此可见,温度升高时活性炭对低浓度废气吸附量损失程度更多,穿透曲线前移更多,即温度变化对低浓度废气吸附动力学影响更大. 3.吸附等温线拟合实验发现,采用Freundilich和Langmuir-Freundilich等温方程与实验所得吸附等温线拟合,只有R~2=0.94左右的相关性,拟合效果稍差;利用Langmuir等温方程拟合可以达到R~2=0.99以上的相关性,拟合效果优良.由拟合结果可知:在实验的废气浓度范围内,单分子吸附理论可以解释激光工艺雕刻废气在活性炭表面吸附的机理. 4.活性炭再生实验表明,热脱附方法再生活性炭可以达到99%以上的脱附率;微波再生方法具有极快的脱附速率,达到99%的脱附率,所需时间只有热脱附再生方法的1/20-1/30;而超声波再生活性炭过程,由于能量传递方式的限

活性炭吸附法治理激光工艺雕刻废气的研究

激光工艺雕刻是新兴行业,其排放的废气对附近居民的身体健康和空气环境危害巨大.雕刻作坊具有规模小,分散于居民区内的特点,给废气的治理净化带来很大的困难,目前国内外关于激光工艺雕刻废气成治理净化的研究还未有文献报道.本文采用活性炭吸附治理激光工艺雕刻废气.实验通过分析激光工艺雕刻废气在活性炭表面吸附的穿透曲线,吸附等温线等特性曲线,分析了不同浓度,温度对激光工艺雕刻废气在活性炭表面吸附的动力学,热力学性质的影响;通过对吸附等温线与经典吸附等温方程的拟合,确定了激光工艺雕刻废气在活性炭上的吸附机理;对比分析了热脱附,超声波脱附和微波脱附等不同再生方法,对吸附激光雕刻废气活性炭的再生效果,取得了一些有意义的成果. 1.动力学实验发现,10℃条件下,当激光雕刻废气浓度为800 mg·m~(-3),体系发生穿透需要250min以上的时间,而废气浓度为4000 mg·m~(-3)时,体系只需100min即发生穿透.由此可见浓度越大,当体系越易发生穿透,废气浓度越高,穿透曲线更为陡峭,即穿透曲线在传质区中心点斜率急剧增大. 2.动力学实验分析表明,随着温度升高,穿透曲线整体前移.从10℃上升至50℃时,浓度为800mg·m~(-3)的废气在10℃需要250min体系才发生穿透,而在50℃时只需要150min即发生穿透,后者比前者的穿透曲线提前大约100min.而浓度为4000mg·m~(-3)的废气在50℃的穿透时间,相比于10℃,穿透曲线只提前大约20min.由此可见,温度升高时活性炭对低浓度废气吸附量损失程度更多,穿透曲线前移更多,即温度变化对低浓度废气吸附动力学影响更大. 3.吸附等温线拟合实验发现,采用Freundilich和Langmuir-Freundilich等温方程与实验所得吸附等温线拟合,只有R~2=0.94左右的相关性,拟合效果稍差;利用Langmuir等温方程拟合可以达到R~2=0.99以上的相关性,拟合效果优良.由拟合结果可知:在实验的废气浓度范围内,单分子吸附理论可以解释激光工艺雕刻废气在活性炭表面吸附的机理. 4.活性炭再生实验表明,热脱附方法再生活性炭可以达到99%以上的脱附率;微波再生方法具有极快的脱附速率,达到99%的脱附率,所需时间只有热脱附再生方法的1/20-1/30;而超声波再生活性炭过程,由于能量传递方式的限