活性炭物理吸附的過程和步驟

 物質(zhì)在固體表面上或微孔容積內(nèi)積聚的現(xiàn)象叫吸附。混合物通過某種設備后，其中部分物質(zhì)被去除的現(xiàn)象叫過濾。就室內(nèi)空氣來說，經(jīng)過活性炭后，部分有害物質(zhì)被去除，活性炭起過濾作用；而就部分有害物質(zhì)來說，活性炭則起吸附作用。
吸附過程分為物理吸附和化學吸附兩種。物理吸附單純靠分子間的引力把吸附質(zhì)吸附在吸附劑表面。物理吸附是可逆的，降低氣相中吸收質(zhì)分壓力，提高吸附溫度，吸附質(zhì)會迅速解吸，而不改變其化學成分。化學吸附具有很高的選擇性，一種吸附劑只對特定的物質(zhì)有吸附作用。化學吸附是不可逆的，吸附后被吸附質(zhì)已發(fā)生變化，改變了原來的特性。
物理吸附過程可分為以下幾個步驟：
（a）污染氣體通過吸附邊界層，污染氣體的分子可能被吸附，也可能被從活性炭表面帶走，這取決于該成分在載氣和邊界層中氣體里的濃度差值，該值決定著吸附的強弱。當污染空氣通過活性炭時，一些有害氣體的濃度差值很大，所以被吸附下來，而空氣中的固有成分由于濃度差基本為零，所以正常通過，而一些顆粒（如煙塵）由于過大，直接被留在大孔和中孔中。當有害氣體的濃度差為零時，活性炭失效，需重新活化。
（b）被吸附的分子向微孔擴散。
（c）該分子被牢牢的綁扎在吸附劑表面。
以上三個步驟在化學反應中也必然發(fā)生。化學吸附中，吸附劑與吸附質(zhì)結(jié)合比較牢固，必須在高溫下才能脫附。化學吸附比物理吸附推動力更大，結(jié)合更牢固，所以對毒性很強的污染物，用化學吸附更安全。
總的來說，當某一吸附質(zhì)與吸附劑的表面接觸時，究竟是發(fā)生物理吸附還是化學吸附，要取決于吸附劑表面的反應性、吸附質(zhì)的性質(zhì)、溫度和其他因素。其實這兩種吸附不是截然分開的，需看分子力和化學鍵誰是主要的。
在動態(tài)條件下，完成對蒸汽的脫除，要求活性炭不僅要有一定的吸附容量，而且還要有一定的吸附速度。如果只有大的吸附容量而無一定的吸附速度，當蒸氣與其短暫接觸時就來不及被吸附而穿透活性炭層，反之，若只有大的吸附速度，而無一定的吸附量，脫除量也是很小的。通常認為，活性炭脫除空氣中的蒸氣包括以下一個或多個階段：

（1）外擴散。空氣中的氣體或蒸氣向顆粒的整個表面擴散；

（2）內(nèi)擴散。氣體或蒸氣分子向活性炭大孔內(nèi)部（或沿大孔表面）的擴散；

（3）顆粒內(nèi)表面對分子的吸附；

（4）被吸附的蒸氣與活性炭或被吸附氧、水或浸漬劑之間的反應。
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