增加活性炭吸附能力的吸附系统

摘要

本发明提供一种增加活性炭吸附能力的吸附系统，废气吸附罐的罐体内部设置有空间联通但相互绝缘A区、B区、C区，三个区分别设置有活性炭吸附材料。A区与B区分别设置有电极板A和电极板B，分别连接电源的正极和负极，在吸附罐的A区与B区之间形成电场，正极板强力吸附携带负电荷的废气，负极板强力吸附携带正电荷的废气。常用本发明多种废气都能被不同区域吸附，吸附率更高，对离子及离子基团的吸附能力更强。

说明书

技术领域

本发明涉及活性材料的吸附技术和电场技术。

背景技术

当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄,此现象称为吸附。吸附也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象。

吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。

固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。根据吸附质与吸附剂表面分子间结合力的性质，可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附由吸附质与吸附剂分子间引力所引起，结合力较弱，吸附热比较小，容易脱附，如活性炭对气体的吸附。化学吸附则由吸附质与吸附剂间的化学键所引起,犹如化学反应，吸附常是不可逆的,吸附热通常较大，如气相催化加氢中镍催化剂对氢的吸附。

表面活性剂，是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

发明内容

发明目的：

提供一种利用电化学原理，能够快速增强活性炭吸附效果和吸附能力的吸附系统。

技术方案：

本发明的废气吸附罐的罐体内部设置有空间联通但相互绝缘A区、B区，A区、B区分别设置有活性炭吸附材料。A区B区之间还设置有相互隔离的中间区C区，C区放置有活性炭吸附材料。

（由于活性炭具有导电性，相互隔离避免通电后正负极短路，导致电路触电或放电产生引燃风险）。

A区与B区分别设置有电极板A和电极板B，分别连接电源的正极和负极。

在吸附罐的A区与B区之间形成电场，正极板能够强力吸附阴离子基团，负极板能够强力吸附阳离子基团，使得吸附废气的额能力增强很多。

优选，A区的活性炭表面喷洒有少量的阴离子表面活性剂，B区的活性炭表面喷洒有少量的阳离子表面活性剂，使得废气中的气体变为阴离子基团或阳离子基团。又不过量，避免活性炭中毒，失去吸附能力。C区活性炭吸附材料不喷洒任何助剂。

废气进入吸附罐时，一部分不易荷电的气体被C区活性炭直接吸附，另一部分不易被直接吸附的气体容易被阴离子表面活性剂接触形成阴离子基团，然后被A区的活性炭吸附；还有一部分不易被直接吸附的气体容易被阳离子表面活性剂接触形成阳离子基团，然后被B区的活性炭吸附。使得各个不同性质的绝大部分废气被吸附材料所吸附。

由于阳离子表面活性剂主要是含氮的有机胺衍生物，其分子中的氮原子含有孤对电子，故能以氢键与酸分子中的氢结合，使氨基带上正电荷。因此，它们在酸性介质中才具有良好的表面活性；而在碱性介质中容易析出而失去表面活性。除含氮阳离子表面活性剂外，还有一小部分含硫、磷、砷等元素的阳离子表面活性剂。

阴离子表面活性剂，是表面活性剂的一类。主要呈现为半透明粘稠液体，白色针状，白色粉状等形态。阴离子表面活性剂在水中解离后，生成憎水性阴离子。如脂肪醇硫酸钠在水分子的包围下，即解离为ROSO2-O-和Na+两部分，带负电荷的ROSO2-O-，具有表面活性。阴离子表面活性剂分为羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和磷酸酯盐四大类，具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。产量占表面活性剂的首位。不可与阳离子表面活性剂一同使用，在水溶液中生成沉淀而失去效力。

优选，当废气为酸性气氛（或酸性气体较多）时，阳离子表面活性剂是含氮的有机胺衍生物，吸附能力更强。

阴离子表面活性剂优选为有机质的羧酸盐，活性炭解吸释放的物质容易处理（比如直接焚烧，释放二氧化碳和水，其它杂质较少。

有益效果：

本发明的活性炭分三个区放置，分别吸附不同的废气种类，多种废气都能被不同区域吸附，吸附率更高，增加电场后，对离子及离子基团的吸附能力更强。

附图说明

图1是本发明的一种局部结构示意图；

图中，1-A区；2-绝缘板；3-B区；4-C区；5-活性炭；6-电极板B；7-电极板A。

具体实施方式

如图1所示的增加活性炭吸附能力的吸附系统，废气吸附罐的罐体内部设置有空间联通但相互绝缘A区、B区、C区，三个区分别设置有活性炭吸附材料，A区与B区分别设置有电极板A和电极板B，分别连接电源的正极和负极，在吸附罐的A区与B区之间形成电场，正极板强力吸附阴离子、阴离子基团或携带负电荷的废气，负极板强力吸附阳离子、阳离子基团或携带正电荷的废气。C区吸附电中性废气；使得各种废气成分都能被有效吸附，大幅度提高了吸附装置的吸附能力。