活性炭吸着

一、概要
活性炭フィルターは高吸着性の活性炭を超えた粒子を濾材とし、高度に発達した微孔構造を有し、吸着容量が大きく、吸着脱着速度が速く、浄化効果が良い。臭気及び高密度気相汚染物の除去に用いられる。
活性炭空気フィルタの一般的な用途：
◎電子部品、食品加工工場の異臭、
◎病院、博物館の腐敗臭及びその他の異臭、
◎ゴム、潤滑油、プラスチック製品工場で発生した異臭、
◎台所及びトイレのにおい、
◎ペンキ噴霧作業場のペンキの味、
二、活性炭吸着原理
活性炭は不純物を機械的に「ろ過」するのではなく、気体を選択的に吸着する。
活性炭表面には大量の微孔があり、そのほとんどの孔径は500Å（1Å＝10〜10 m）未満である。単位材料の微孔の総内表面積は「比表面積」と呼ばれ、比表面積は700～2300 m 2/gに達することができる。
吸着に関わる場合、空気中の有害ガスを「吸着質」、活性炭を「吸着剤」と呼ぶ。分子間の引力により、吸着質は微孔内面に接着される。化学反応を伴う場合は、化学吸着と呼ばれ、そうでない場合は物理吸着と呼ばれます。
吸着質が吸着剤に吸着されると同時に、一部の吸着質が吸着剤から離脱し、「脱着」と呼ばれることもある。使用中、吸着能力は絶えず弱まり、脱着が増加し、ある程度増加し、活性炭は廃棄される。
加熱または水蒸気による燻蒸は吸着質を吸着剤から離脱させ、活性炭を再生させることがある。
●活性炭材料
活性炭材料は顆粒炭、繊維炭に分けられる。
伝統的な顆粒活性炭には石炭質炭、木質炭、椰子殻炭、骨炭がある。時々、顆粒炭は粉末にされ、他の多孔質材料に接着され、再加工成形される。
繊維活性炭は炭素含有有機繊維から作られている。その孔径は小さく（＜50Å）、吸着容量は大きく、吸着は速く、再生は速い。常用繊維基材はフェノール、植物繊維、ポリアクリロニトリル、アスファルトである。
●活性炭吸着性能
吸着容量－あるガスに対して、単位活性炭が吸着できる最大量を「吸着容量」と呼ぶ。材料によって、あるいは異なるガスを吸着して、吸着容量が異なる。
滞留時間−活性炭層をガス流が通過する時間を「滞留時間」という。滞留時間が長いほど吸着が十分になる。十分な滞留時間を保つためには、炭素層は十分に厚くし、ろ過風速はあまり高くしてはならない。
使用寿命：新しい活性炭は吸着効率が高く、使用中の効率は絶えず減衰し、フィルタ下流の有害物濃度が許容範囲に近い場合、フィルタは廃棄される。廃棄前の使用時間は耐用年数であり、「貫通時間」とも呼ばれます。
選択性：一般的に、分子量が大きいか沸点が高いガスは吸着しやすい、揮発性有機ガスは無機小分子ガスより吸着しやすい、化学吸着は物理吸着より選択性が強い。活性炭を化学的に浸漬した後、特定のガスに対する吸着能力を増加させる。
三、活性空気炭フィルターの選択
活性炭フィルターの吸着効率と使用寿命に影響する主な要素は、汚染物の種類と濃度、気流の温度、圧力、相対湿度、滞留時間である。
実際に選択する際には、汚染物質の種類、濃度、処理風量などの条件に基づいて、活性炭の種類とフィルタ形式を決定しなければならない。
フィルター前後の汚染物質濃度の変化を監視することで、活性炭を交換すべきかどうかを判定することができる。しかし、現在、国内には便利で実用的なモニタリング手段がないため、ユーザーは所定の周期または経験に基づいて活性炭フィルターの使用寿命を決定するしかない。
使用中、活性炭フィルターの抵抗は変わらないが、重量は増加し、経験のある専門家は重量の変化に基づいてフィルターの使用寿命を決定することができる。
活性炭フィルターの上下流には良い除塵フィルターが必要であり、上流フィルターは活性炭材料の塵詰まりを防止する、下流フィルタは活性炭自体のほこりを除去する。
四、活性炭排ガスフィルタの構造及び動作原理
この設備は多層固定床と出入り口から構成され、固定床の両端は出入り口であり、中央部に多層吸着床を設置して漆霧ろ過材と高性能活性炭をそれぞれ充填する。作業時、漆霧を含む有機ガスは複数の固定床漆霧と有機排気ガスによって十分に浄化され、浄化されたガスはファン出口を通って移動する。輸入専用乾式漆霧濾過材料を核心部品とし、塗装排ガスは多重活性炭濾過材料を通過し、漆霧粒子は迎撃、衝突、吸収などの作用の下で材料の中に収容され、そして徐々に風化して粉末状になり、それによって漆霧を浄化する目的を達成する。活性炭は飽和後に再生処理を行うことができ、処理後の活性炭は吸着効果を減じずに使用し続けることができる。
五、活性炭フィルター操作規程
排気ガス浄化効果を保証するために、一定の周期を使用するたびに飽和吸着した第1層濾過層を設備から取り出し、設備中の残りの濾過層を順次前に移動し、同時に設備の末端に新しい濾過層を置く必要がある。すべてのろ過層が飽和吸着に達している場合は、すべてのろ過層を交換する必要があります。
交換したろ過層活性炭は集中的に放置でき、一定量に達したら活性炭メーカーに送って再生させることができる。