活性炭涂層電極去除粉塵(chen)

　　除(chu)空氣環(huan)境中(zhong)的顆粒物(wu)(wu)(wu)外，還有二氧化(hua)氮、一氧化(hua)碳(tan)、二氧化(hua)碳(tan)、碳(tan)氫化(hua)合物(wu)(wu)(wu)、硫氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)、臭氧等各種(zhong)污染物(wu)(wu)(wu)。這些(xie)問題主要來自車輛廢氣。這些(xie)污染物(wu)(wu)(wu)對身體有害。

　　此外(wai)，靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技(ji)術(shu)(shu)是指主(zhu)要(yao)用(yong)于(yu)上述空氣污染物(wu)(wu)處理顆粒(li)(li)物(wu)(wu)的(de)(de)空氣污染防(fang)治設施(shi)，包括靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技(ji)術(shu)(shu)。基(ji)于(yu)重力(li)的(de)(de)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技(ji)術(shu)(shu)可以用(yong)重力(li)捕捉灰塵(chen)(chen)。雖然不適合去除(chu)(chu)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)顆粒(li)(li)，但(dan)以較(jiao)低的(de)(de)操作成本去除(chu)(chu)較(jiao)大(da)的(de)(de)顆粒(li)(li)顯示(shi)出良好(hao)的(de)(de)效率(lv)。靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技(ji)術(shu)(shu)比其他技(ji)術(shu)(shu)(如過濾除(chu)(chu)塵(chen)(chen)、重力(li)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)和離(li)心除(chu)(chu)塵(chen)(chen))更有(you)效，即使(shi)是直徑(jing)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)粉塵(chen)(chen)。但(dan)有(you)缺(que)點： 灰塵(chen)(chen)收集需要(yao)高能量，獨(du)立使(shi)用(yong)靜電(dian)(dian)系統很難去除(chu)(chu)氣體物(wu)(wu)質(zhi)。此外(wai)，它還產生氮氧(yang)化物(wu)(wu)電(dian)(dian)暈放(fang)電(dian)(dian)，可產生被稱為有(you)害氣體物(wu)(wu)質(zhi)。為了(le)避(bi)免(mian)這(zhe)一缺(que)點，濕式靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技(ji)術(shu)(shu)已經(jing)開(kai)發(fa)出來，但(dan)也存在清(qing)潔水(shui)滴、除(chu)(chu)塵(chen)(chen)板上形成干斑、清(qing)潔水(shui)處理廢水(shui)等問題 。

　　本文介紹(shao)了活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)使用(yong)(AC)涂層電(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵系統。活性(xing)(xing)炭(tan)具(ju)有(you)內部比(bi)表面(mian)積大、吸(xi)(xi)收能力高(gao)的(de)(de)(de)特(te)點。由(you)于其多孔性(xing)(xing)優點，活性(xing)(xing)炭(tan)被(bei)廣(guang)泛用(yong)于吸(xi)(xi)收污染物。基于雙電(dian)(dian)(dian)層電(dian)(dian)(dian)容器的(de)(de)(de)高(gao)比(bi)表面(mian)積(EDLC)許(xu)多研究已(yi)經被(bei)用(yong)于使用(yong)。EDLC是(shi)指在固體電(dian)(dian)(dian)極(ji)和電(dian)(dian)(dian)解質之間(jian)產生的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)雙層中(zhong)積累電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)裝(zhuang)置。雖然其能量(liang)(liang)密度(du)低于電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)密度(du)，但(dan)快速充放可(ke)以產生優異的(de)(de)(de)功率密度(du)特(te)性(xing)(xing)來加(jia)載即時(shi)電(dian)(dian)(dian)源。據認為，使用(yong)具(ju)有(you)高(gao)密度(du)電(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)電(dian)(dian)(dian)極(ji)可(ke)以在沒有(you)任何電(dian)(dian)(dian)暈(yun)放電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)情況下達到預期的(de)(de)(de)除(chu)(chu)塵效率，從而耐受有(you)效的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)使用(yong)，防止氮氧(yang)化物的(de)(de)(de)產生。

　　考慮到活性炭吸收空氣(qi)中污(wu)染(ran)物的(de)特性(xing)，在靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)過程中被認為非常(chang)適(shi)合除(chu)塵(chen)和單一工(gong)藝(yi)去除(chu)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)物質。此(ci)(ci)外，引入重力裝置補(bu)充因無電(dian)暈放電(dian)而降低除(chu)塵(chen)效(xiao)率。將活性(xing)炭材料涂層電(dian)極引入靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)過程，確(que)定除(chu)塵(chen)效(xiao)率，去除(chu)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)物質。為此(ci)(ci)，將活性(xing)炭涂在鋁板上作為導(dao)體(ti)(ti)(ti)制(zhi)造電(dian)極。然后，根據各種電(dian)壓和不同數量板的(de)條件，確(que)定活性(xing)炭涂層電(dian)極的(de)消除(chu)電(dian)阻和除(chu)塵(chen)效(xiao)率。

　　制備活性炭涂層

　　由于活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)含(han)有大量(liang)的金屬離子(zi)，當電(dian)(dian)流應用(yong)于活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)涂層電(dian)(dian)極(ji)時，可能會發生(sheng)電(dian)(dian)阻。預(yu)處理活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)以(yi)防止電(dian)(dian)阻，用(yong)酸溶(rong)液(ye)(ye)清洗以(yi)去除任何(he)金屬離子(zi)。活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)用(yong)100℃用(yong)沸(fei)水(shui)洗凈，然(ran)后(hou)用(yong)沸(fei)鹽酸溶(rong)液(ye)(ye)(0.1N)洗滌3次。用(yong)酸處理后(hou)，用(yong)蒸餾水(shui)清洗干燥(zao)。通過電(dian)(dian)感(gan)耦合(he)等離子(zi)體取酸洗清液(ye)(ye)(ICP)金屬離子(zi)含(han)量(liang)分析鑒定。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)平板電(dian)極(ji)涂(tu)(tu)料包括活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)、黑碳和聚醋酸乙(yi)烯(xi)酯(PVAc)。將(jiang)酸處理活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)與黑碳混(hun)合，降低電(dian)阻，然后添加(jia)PVAc支撐電(dian)極(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)。黑碳和活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)PVAc混(hun)合比(bi)來自(zi)以(yi)(yi)前的(de)研究。將(jiang)甲醇注入活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)混(hun)合物中，以(yi)(yi)確保電(dian)極(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)均(jun)勻，防止其去除(chu)。甲醇注入量通過(guo)試驗評(ping)估溶解(jie)三種材(cai)料，對涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)程序無負面(mian)(mian)影響(xiang)。將(jiang)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)作為(wei)電(dian)極(ji)的(de)內部(bu)比(bi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)積(ji)進行測量和比(bi)較。

　　活性(xing)炭集塵性(xing)能測試結果

　　當引入活(huo)性(xing)炭(tan)涂(tu)層電(dian)極時，補充現(xian)(xian)有的(de)靜電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵(chen)技術。金屬離子通過(guo)活(huo)性(xing)炭(tan)預處理去除(chu)(chu)(chu)，比(bi)表面(mian)積增(zeng)加。確定活(huo)性(xing)炭(tan)，黑碳，PVAc與甲醇對活(huo)性(xing)炭(tan)平板電(dian)極涂(tu)層材料(liao)的(de)*佳混合(he)比(bi)，然后(hou)制作電(dian)極。氣(qi)體去除(chu)(chu)(chu)和除(chu)(chu)(chu)塵(chen)實驗采用制造(zao)電(dian)極進行。在(zai)間(jian)歇(xie)性(xing)氣(qi)體去除(chu)(chu)(chu)實驗中，在(zai)前(qian)10秒內輕(qing)松(song)去除(chu)(chu)(chu)高濃度(du)NH3和H 2S氣(qi)體。隨著時間(jian)的(de)推移，反應速率(lv)(lv)下降。在(zai)集塵(chen)研究中，確認(ren)高電(dian)壓(ya)(10kV而不是5kV)在(zai)這(zhe)種情況(kuang)下進行除(chu)(chu)(chu)塵(chen)是有益的(de)，當施加更多的(de)電(dian)極時，除(chu)(chu)(chu)塵(chen)效率(lv)(lv)就會提高。除(chu)(chu)(chu)塵(chen)量高達90%，進水粉塵(chen)濃度(du)高(3000-4000微克/米3)，即使收集高濃度(du)粉塵(chen)，也表現(xian)(xian)出有前(qian)途的(de)性(xing)能。