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活性炭吸附法处理VOCs的技术“痛点”

北极星环保网来源:广东经济 李小东2019/7/8 9:51:32我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:活性炭吸附法 VOCs 废气

北极星环保网讯:任何VOCs处理技术都有其最适使用范围,VOCs治理并不是可一招打天下,任何技术关键是如何正视其优缺点,并知道如何用好/规避它们。

活性炭吸附法前期投资较低, 但实际运维成本高、管理难、技术适用性受多方因素影响,难持续性稳定达标。不适合含尘废气和含水汽或含粒状物的废气。治理废气需要大量活性炭,活性炭吸附饱和后的后续处理比较困难,只是对污染物的转移,没有做到把污染物消解掉,极易造成二次污染,不能形成除污环保闭环,存在环保责任风险。

原理:通过活性炭的自然吸附能力吸附废气,当吸附饱和后,活性炭脱附再生或交给专业危废公司处理。

国内运用活性炭吸附的治污工艺设备,制造其的环保公司对设备的除污参数,基本上都会提到这类设备的除污效率达到90% 以上,但是事实呢?经专家和实验数据表明,在实际除污应用过程中,除污效率达到90%以上只是理论值。但是,在不同的工作环境下,其除污效率远比这个理论数值低。原因分析如下:

活性炭的吸附作用,主要是与活性炭的结构有关。活性炭表面原子通过络合作用、氢键、离子交换等多种方式结合起作用。活性炭虽然吸附速率快,吸附效率高,但对有机气体吸附的选择性低,同时,活性炭对有机气体的吸附过程也受多种因素的影响,主要包括温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘及被吸附气体之间的相互作用等。实验数据表明,在不同的环境条件下,活性炭的吸附效率的变化:

(1)温度影响

QQ截图20190708094841.jpg

在通常情况下,活性炭吸附设备在温度方面,一般要求废气的温度低于40℃,25℃的吸附条件比较好,原则上需要对VOCs 气源进行冷却才能达到这个温度,而在实际的工作环境中很难做到恒温吸附VOCs,如果废气的温度超过40℃,活性炭的吸附效率就会急速下降。而且,当活性炭吸附一定量的VOCs 后暂停工作,则已经吸附VOCs 的活性炭会因气温或气压的改变又释放脱附VOCs。

(2)相对湿度影响

相对湿度也会对活性炭吸附设备的吸附效率产生影响。

QQ截图20190708094828.jpg

从我国华南地区的一个沿海大省气象局发布的环境数据看到,自2016 年4 月,该省白天气温已经出现30℃以上的温度,甚至在7-9 月份,频繁地出现白天气温超过35℃的极端气候。另外,该省自2016 年3 月开始,平均湿度长期超过70% 了。再加上企业生产过程中产生的VOCs 的温度长期偏高,所含的湿气也超过了50%。因此,室外环境条件和废气环境条件共同作用下,导致了活性炭吸附效率大为降低。活性炭吸附设备的整体吸附效率不到其设计标准的50%。可想而知,在这种情况下,排出的气体,所含的VOCs 肯定是超出了国家规定的可排放标准,直接对大气产生了污染。

QQ截图20190708094816.jpg

(3)酸性气体影响

活性炭表面酸性与吸附平衡有着密切的关系。活性炭表面酸性增加,则对酸性及中性有机物的吸附能力大幅降低,而大部分VOCs 均显酸性。

(4)粉尘影响

活性炭对VOCs 的吸附则主要受活性炭比表面积、孔径大小等物理特性的影响。因为活性炭的吸附是无选择性的,除了吸附VOCs,也会吸附粉尘,随着活性炭表面粉尘量的增加,活性炭的微孔被堵塞,比表面积降低,降低活性炭对VOCs 的吸附能力,致使活性炭“中毒”失活。

延伸阅读:

活性炭吸附治理工业废气工艺流程

有机废气吸附设计与计算及活性炭再生计算

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