活性炭吸附有機廢氣技術分析

0 前言

活性炭是一種優良的吸附劑，具有多孔結構、吸附容量大、速度快，可以有選擇的吸附氣相中的物質，而且吸附飽和后還可以再生利用，因此廣泛應用于有機溶劑的回收、氣體凈化治理等。為了提高其特定的吸附性能，近幾年改性活性炭的發展迅速。

在溶劑回收及凈化氣體治理中，首先根據吸附質的脫附難易程度判斷采用活性炭吸附處理是否適宜，其次根據吸附質的種類和性質選擇適宜的活性炭，此外，還需根據吸附質的濃度、吸附劑再生方式及脫附產物后處理方式確定適合的工藝流程。

為了達到的吸附效果，在設計中還需要考慮影響活性炭吸附效果的因素、吸附設備的選用及相關標準規范等。

1 活性炭及改性品

活性炭是許多具有吸附性能的碳基物質的總稱?；钚蕴坎粌H含炭，還含少量的氧和氫，例如羰基、羧基、酚類、丙酯類、醌類、醚類等。所有的含碳物質如煤、木材、果核、堅硬果殼及廢紙漿等經過炭化、活化處理后成為活性炭，一般有顆粒狀、粉狀、蜂窩狀及柱狀等；活性炭纖維是一種新型的高性能活性炭吸附材料，是利用超細纖維制成，其吸附能力比傳統活性炭高1～10倍。

為了提高活性炭特定的吸附性能，近幾年改性活性炭迅速發展。改性活性炭一般有表面物理結構特性的改性和表面化學結構的改性。許多研究人員采用各種方法對傳統活性炭的表面物理特性進行改性，增加微孔數量以進一步增大其比表面積。如用KOH活化石油焦制備改性活性炭；通過對普通煤質活性炭進行酸堿改性處理；對活性炭進行HNO3氧化處理；用微波處理得到改性活性炭等等。

2 活性炭吸附類型

活性炭的吸附有物理吸附和化學吸附。

物理吸附是由范德華力產生的，吸附質與吸附劑之間不發生化學反應，吸附過程快、可逆且無選擇性，當氣體中吸附質分壓降低或溫度升高時吸附質很容易脫附，實現了吸附質的回收及吸附劑的再生。

化學吸附是由于固體表面與吸附氣體分子間的化學鍵力所引起的，吸附劑和吸附質之間發生化學反應，化學吸附具有選擇性，常常是不可逆的。

吸附過程中，低溫時主要是物理吸附，較高溫度下往往是化學吸附，物理吸附常發生在化學吸附前，當吸附劑具有足夠高的活性時，才發生化學吸附，也可能兩種吸附同時發生。

3 影響活性炭吸附氣體的因素

影響氣體吸附的因素有很多，主要有以下幾個方面。

活性炭吸附脫附裝置，是指利用活性炭分子篩，吸附工業廢氣的凈化設備。主要由廢氣預處理系統、分子篩轉輪濃縮吸附系統、脫附系統、冷卻干燥系統和自動控制系統等組成。

活性炭吸附脫附裝置后一般有后處理系統，處理工藝為活性炭吸附脫附裝置+CO（催化燃燒裝置）。

適用于常溫、大風量、中低濃度，易揮發的有機廢氣，主要包括一些有機溶劑如苯類、酮類、醛類、醚類、烷烴及其混合類等。濃度小于1000mg/m3。

常見用于：

l 各種噴漆車間（汽車制造、造船、自行車制造、飛機制造、金屬制品等）的排氣處理

l 各種印刷車間（凹版印刷、建筑裝潢材料印刷、其他各種印刷過程）的排氣處理

l 鋁型材生產、鍍膜加工工藝等的排氣處理

l 各種電子制品制造過程的排氣處理

l 半導體集成電路、液晶顯示屏（LCD）制造過程的排氣處理

l 鋰離子電池制造（電極形成工序、電解液充填工序）過程的排氣處理

l 樹脂、橡膠、輪胎等制品生產過程的排氣處理

l 汽車維修店面、服裝干洗店等分散源揮發性有機物排氣處理

l 廢氣中含有氮、硫、氯等雜質的排氣處理

技術原理

本凈化裝置是根據吸附(效率高)和催化燃燒(節能)兩個基本原理設計的。即吸附濃縮一催化燃燒法。經過除塵之后的廢氣進入吸附床,系統采用兩臺以上吸附床,交替使用,一個催化燃燒室,裝置采用自主編程的PLC系統,實現全自動運行,系統凈化率可達90%以上。

技術特點

1. 采用吸附濃縮+催化燃燒組合工藝，整個系統實現了凈化、脫附過程閉循環，與回收類有機廢氣凈化裝置相比，無需備壓縮空氣和蒸汽等附加能源，運行過程不產生二次污染，設備運行費用較低。

2. 設計時在活性炭達到94%飽和之前即開始脫附?？勺詣?手動切換閥門?；钚蕴扛鼡Q周期3-5年。

3. 爐內正常溫度400℃，500℃將報警，并通過補冷風進行降溫，溫度達600℃時停機，同時設計泄壓閥保證安全。

4. 蜂窩陶瓷載體貴金屬催化劑,催化活性高,性能穩定；

5. 無火焰氧化安全可靠、可布置在防爆生產場合；

6. 可隨用隨停,適應不連續生產工況。

活性炭分子篩簡介

蜂窩活性炭目前在我國的有機廢氣處理裝置中用的較多，主要是采用熱氣流吹掃再生。

分子式：C；分子量：12.011

熔點：3625℃；沸點：4827℃，3652℃升華

多孔結構，對氣體、膠態固體有強大的吸附本領

每克的總表面積可達500-1000平方米

密度為1.9-2.1

表觀密度約0.08-0.45

含碳量10%-98%

產品優勢：

l 可同時去除多種有機污染物，具有工藝流程簡單、設備緊湊、運行可靠等優點；

l 凈化效率高，一般均可達92%以上；

l 選用特殊成型的蜂窩活性炭作為吸附材料，吸附劑壽命長，吸附系統阻力??；

l 具有運行費用低的優點，其熱回收效率一般可達95%以上；

l 整個過程無廢水產生，凈化過程不產生NOX等二次污染。