空气湿度对低浓度有机蒸气在活性炭上吸附平衡的影响高华生汪大，叶芸春2，谭天恩1（1.浙江大学环境工程研究所，杭州310027；2.镇海炼油化工股份有限公司，宁波315207）大；VOC对水蒸汽吸附平衡的抑制作用，随着VOC分子极性的增强而有所减弱。提出一个基于竞争吸附机理的Pohnyi-DuH-nin方程解释空气湿度对低浓度VOC在活性炭上吸附平衡的影响。

　　活性炭吸附法用于低浓度有机废气的治理，具有脱除率高、回收方便等优点。废气中往往混有水蒸汽，致使吸附塔的工作效率降低、运行成本加，有机溶剂的回收效率下降。

　　在活性炭上，VOC的吸附等温线一般呈指数函数曲线，可以用Polanyi-Dubinin方程来关联111；水蒸汽的吸附等温线呈S形曲线。VOC-水蒸汽混合物在活性炭上的二元吸附是一个典型的非相似体系。水蒸汽的存在导致VOC的平衡吸附量减小，其抑制作用随着水蒸汽浓度的大和VOC浓度的降低而大。一定相对湿度下，VOC的吸附等温线仍然可用Polanyi-Dubinin方程来描述2‘31.在低浓度有机废气/活性炭吸附体系中，水蒸汽的蒸汽压远远高于VOC，2种蒸气的吸附特性相差很大，使得其二元吸附平衡非常复杂。研究水蒸汽对有机蒸气（VOC）在活性炭上吸附平衡的抑制效应，可为不同空气湿度条件下活性炭吸附塔的设计、运行、操作提供理论依据。

　　com）联系人谭天恩11 2期高华生等：空气湿度对低浓度有机蒸气在活性炭上吸附平衡的影响1，无极性的苯和弱极性的甲苯对水蒸汽吸附平衡的抑制作用大于极性较强的三氯甲烷和丙酮，说明极性弱的VOC分子与活性炭孔隙表面的亲和力较大，因而对水蒸汽吸附的影响较大、使其平衡吸附量降低。

　　VOC-水蒸汽/活性炭二元吸附体系中水蒸汽的吸附等温线2.3总吸附量在VOC-水蒸汽活性炭二元吸附体系中，总吸附量qt随RH和VOC浓度的变化如所示！定VOC浓度下qt随RH的增大而增大随着VOC浓度的提高这种变化有越来越小的2期高华生等：空气湿度对低浓度有机蒸气在活性炭上吸附平衡的影响趋势。这一现象说明，对于低浓度VOC在活性炭上的吸附过程，水蒸汽的吸附占优势地位；低浓度有机废气吸附时，空气湿度的抑制作用格外显著。

　　甲苯三氯甲烷：二一f相对湿度，％VOC-水蒸汽/活性炭二元吸附体系的总吸附量3讨论3.1水蒸汽抑制作用的机理大部分活性炭具有憎水性，但由于水蒸汽比VOC具有较高的相对压力和较小的分子量，水蒸汽更容易扩散、被活性炭柱优先吸附，用热导检测器得到的吸附柱出口气体浓度测定结果表明，水蒸汽比VOC先穿透吸附柱、并在其穿透曲线上留下一个最高点。因此，在VOC-水蒸汽/活性炭二元竞争吸附中，水蒸汽的吸附占据主导地位。

　　VOC-水蒸汽/活性炭上的二元吸附平衡可简化为以下两个步骤：（1）水蒸汽在活性炭上被优先吸附；（2）VOC在已经吸附了水蒸汽的活性炭上吸附、取代出部分水分。

　　按此物理模型，优先吸附的水蒸汽从以下两个方面改变了吸附剂的性质，从而对VOC的吸附平衡产生不利影响：第一、占据一定的孔隙体积，使得活性炭有效吸附体积减小；第二、改变了活性炭孔隙表面的特性，降低了表面对VOC的吸附亲和力。

　　3.二元吸附平衡的描述吸附势理论的Polanyi-Dubinin方程可以描述单组分有机吸附质在活性炭的吸附平衡：9二表面和结构特性的参数，epmofir2；e为一定浓度下吸附质的吸附势，Jnof1；P为有机吸附质的相对亲和力系数，P和P.分别为吸附质的蒸气压和饱和蒸气压，Pa.米用单组分Polany-Dubinin方程，可以通过有机吸附质的相对亲和力系数P，从一种参照VOC的吸附平衡，计算其它VOC的吸附等温线：以解释为：：表示VOC对水蒸汽吸附平衡的抑制作用，随着VOC的浓度增加而减小；表示剌活性炭孔隙表面和结构特性的影响，随着RH的增大而增大……All采用修正的Polanyi-Dubinin方程式，可从一种VOC吸附平衡受RH的影响情况，来计算其它VOC在不同RH下的吸附平衡110. 4结论（1）水蒸汽对VOC在活性炭上吸附平衡的抑制作用，随着VOC浓度的加而减小，对低浓度VOC的影响非常显著；随着RH的大而大，在RH>50%时，抑制作用显著强。水蒸汽的存在对强极性VOC吸附平衡的影响较大。

　　（2）VOC对水蒸汽在活性炭上吸附平衡的抑制作用，随VOC浓度的大和RH的降低而大；弱极性VOC对水蒸汽吸附平衡的影响较大。

　　（3）水蒸汽的先行吸附导致活性炭有效吸附体积的减小和表面特性的改变，从而对VOC的吸附产生不利影响。基于竞争吸附机理的修正的Polanyi-Dubinin方程，可以解释空气湿度对低浓度有机蒸气在活性炭上吸附平衡的抑制作用。