活性炭对有毒有害气体的处理净化作用

1．空气污染物

由于人类活动或自然过程，排放到大气中的物质，对人类环境产生不利影响，统称空气污染物。空气的污染源可分为两类：自然污染—例如火山排出的，油田、煤田逸出的，动植物腐败放出的污染物；人力污染—例如生活和生产活动产生的污染物。

空气污染物主要有以下4类

（1）气态污染物

①含硫化合物：硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫酸盐等；

②含氮化合物：氨、氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、四氧化二氮、亚硝酸盐、亚硝胺等；

③含氯化合物：多氯酰苯、二嗯英等；

④碳氧化物：一氧化碳、二氧化碳等；

⑤碳氢化合物：烷烃、烯烃、芳香烃（苯、多环芳烃、芘）、含氧烃（醛、酮）等；

⑥卤素化合物：氟化氢、氯化氢等。

（2）放射性物质

（2）放射性物质

①氡；

②由核电站事故和核武器试验造成的放射性尘埃引起的大气污染：如放射性同位素1311,137 Cs、239Pu和90Sr等。

（3）粉尘燃烧过程产生的二氧化硅、氧化铝、氧化铁等污染物，可分为两类：一类是粒径大于10μm的降尘，一类是粒径小于10μm的飘尘。

（4）综合性的空气污染物

①光化学烟雾，是排放在空气中的一氧化碳、碳氢化合物、氧化氮等受日光照射，发生复杂反应，形成的二次污染物，含有如乙醛、过氧化乙酰硝酸酯、臭氧等强烈刺激性烟雾；

②酸雨，是空气中二氧化硫及氮氧化合物转变为硫酸、硝酸，形成酸雾或被飘尘吸附，与降雨一起落下后称为酸雨，酸雨的pH＜5.6。

2．空气污染物的治理

室外空气的净化，很早就引起人们注意；近30年来对室内空气的质量，开始重视。据研究，室内空气的污染源有；建筑材料如砖、墙纸、油漆；燃气、烧煤等的燃烧；油炸、熏烤类的烹任；吸烟的烟雾；某些化妆品。室内散发出来的污染物种类很多、数量不少；美国EPA称，挥发性有机物浓度在室内常比在室外高出几倍；近年有研究表明，空调系统常因换气不佳，严重污染了室内空气。

空气污染的治理中，活性炭吸附法或催化法使用普遍。废气与具有大表面的多孔性的活性炭接触，废气中的污染物被吸附，使其与气体混合物分离而起净化作用。用于气体吸附的活性炭是颗粒状的，微孔结构较发达，采用固定附床或流动吸附床。用活性炭除去有害气体与其他方法相比，有下列特征：

①吸附气体的种类多；

②多数情况下对于混合气体也有效；

③受水蒸气和二氧化碳的影响不大；

④吸附速度快；

⑤可以设计成携带式、移动式装置；

⑥活性炭可以再生：

就活性炭以外的吸附剂来看，硅胶、活性氧化铝对于具有碱性或者ji性强的分子结构的气体显示出亲和性，并很容易受到由于它们对水蒸气强烈地吸附而形成的妨碍，所以对所有的有机气体的吸附力都很弱。沸石对于多种分子，按分子大小显示出不同的吸附亲和力，而具有分子筛作用，这种作用由于水蒸气而受到很大妨碍。磺化煤对于氨、胺等碱性气体，碱石灰对于盐酸等酸性气体各有吸附力，但这两种吸附剂不具有多孔性，气体吸收速度缓慢等，各都具有特异性的吸附力。与这些吸附剂相比，活性炭可以说是用途zui广的一种吸附剂。

活性炭是用途zui广的一种吸附剂，吸附流程有以下三种形式。

1. 间歇式流程 常用单个吸附器。应用于废气间歇排放、排气量较小、排气浓度较低的情况。吸附饱和后需要再生。当间歇排气的间隔时间大于再生所用的时间，可在吸附器内再生；当间歇排气时间小于再生所用时间时，可将吸附器内的活性炭更换，将失效活性炭集中再生。
2. 半连续式流程 由两台并联组成。zui普遍应用的流程，既可用于处理间歇排气，又可用于连续排气。其中一台吸附器进行吸附，另一台吸附器进行再生。
3. 连续式流程 由连续操作的流化床吸附器、移动床吸附器等组成，处理连续排出废气，不断有用过的活性炭移出床外再生，并不断有新鲜的活性炭或再生的活性炭补充到床内。

用活性炭吸附气体中的污染物，一般要避免高温，因为吸附量随温度上升而下降；要避免高湿度，因为高湿度会降低吸附量；要避免高含尘量，因为焦油类尘雾会堵塞活性炭细孔、降低吸附，应采取过滤等预处理。