活性炭吸附與催化燃燒工藝的存在的問(wèn)題及注意要點(diǎn)

摘要：目前中國(guó)各地大氣污染污染狀況還不容樂(lè)觀,尤其是有機(jī)廢氣污染。隨著國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境污染越來(lái)越重視,相關(guān)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)也隨之不斷壯大和發(fā)展,針對(duì)有機(jī)廢氣處理設(shè)備也呈現(xiàn)出多種多樣,廠家也越來(lái)越多,各自也有各自的的特點(diǎn)。對(duì)于客戶來(lái)說(shuō),一般處理廢氣的原理可以理解,但是是否能夠達(dá)到預(yù)期的處理效果,確有所顧慮。對(duì)于設(shè)計(jì)單位來(lái)說(shuō),怎樣為客戶提供一套既可靠又經(jīng)濟(jì)的處理設(shè)備才是關(guān)鍵。結(jié)合以往的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和案例,此次淺談就活性炭處理工藝與催化燃燒處理工藝,在設(shè)計(jì)與實(shí)際使用過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題和注意點(diǎn)進(jìn)行探討。

1有機(jī)廢氣處理工藝比選要素

常見的有機(jī)廢氣處理工藝有：活性炭/棉吸附、生物洗滌吸收、等離子、光催化氧化、冷凝回收、催化燃燒、熱力焚燒等。但選擇哪種合適有效的處理工藝，就需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工藝比選。

正常情況下，首先需要考慮廢氣中的污染因子、產(chǎn)生濃度、廢氣排放量，其次就是要考慮需要的去除效率，在了解上述兩方面的基礎(chǔ)上，再考慮采用何種工藝。但具體采用哪種工藝合適，還需要進(jìn)一步對(duì)廢氣的溫度、濕度、污染因子特性(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、易燃易爆性、水溶性、是否含有鹵素、粘性)以及非有機(jī)性污染因子(如：顆粒物)等，做進(jìn)一步的分析。同時(shí)也要兼顧處理工藝的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性等。

2活性炭吸附工藝

2.1工藝原理及適用范圍

活性炭是經(jīng)過(guò)活化處理后的碳，其具備比表面積大，孔隙多的特點(diǎn)，使其具有較強(qiáng)吸附能力。顆粒碳比表面積一般可達(dá)700—1200m2/g，其孔徑大小范圍在1.5nm一5um之間。其吸附方式主要通過(guò)2種途徑：一是活性炭與氣體分子間的范德華力，當(dāng)氣體分子經(jīng)過(guò)活性炭表面，范德華力起主導(dǎo)作用時(shí)，氣體分子先被吸附至活性炭外表面，小于活性炭孔徑的分子經(jīng)內(nèi)部擴(kuò)散轉(zhuǎn)移至內(nèi)表面，從而達(dá)到吸附的效果，此為物理吸附;二是吸附質(zhì)與吸附劑表面原子間的化學(xué)鍵合成，此為化學(xué)吸附。活性炭吸附一般適用于大風(fēng)量、低濃度、低濕度、低含塵的有機(jī)廢氣。

2.2影響吸附效果的因素

活性炭的吸附能力主要是受其本身的比表面積、孔隙大小、分子間力、化學(xué)鍵合成等因素影響;而在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)活性炭裝置的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是活性炭的過(guò)濾面積、過(guò)濾風(fēng)速、活性炭的層厚。

活性炭過(guò)濾風(fēng)速在《吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2026—2013)中，可以查到固定床吸附，采用顆粒狀吸附劑氣體流速宜低于0.6m/s，采用纖維狀吸附劑氣體流速宜低于0.15m/s，采用蜂窩狀吸附劑氣體流速宜低于1.2m/s;過(guò)濾面積即可根據(jù)處理風(fēng)量和過(guò)濾風(fēng)速計(jì)算得出。

碳層厚度的設(shè)計(jì)，就需要結(jié)合廢氣的產(chǎn)生濃度、去除效率、活性炭的更換時(shí)長(zhǎng)等因素進(jìn)行。一般會(huì)采用2種方式計(jì)算碳層厚度：一是，根據(jù)活性炭需要的更換周期，來(lái)確定活性炭的總的裝填量，之后再根據(jù)過(guò)濾面積計(jì)算碳層厚度;二是，在考慮吸附箱尺寸大小、碳層風(fēng)阻、過(guò)濾風(fēng)速的情況下，依照經(jīng)驗(yàn)直接選定一個(gè)厚度值。

以上設(shè)計(jì)基于活性炭的吸附速率為一個(gè)恒定值或者無(wú)限大到可忽略不計(jì)的情況下設(shè)計(jì)的。而實(shí)際中吸附速率目前還不能有效計(jì)算出，不同的碳、不同的過(guò)濾風(fēng)速、不同的風(fēng)壓等等，都會(huì)影響碳層的速率吸附速率。實(shí)際中影響碳層吸附速率的因素有：吸附質(zhì)濃度、風(fēng)壓、溫度、活性炭比表面積等等。停留時(shí)間確定后，活性炭的厚度即可根據(jù)設(shè)計(jì)的過(guò)濾風(fēng)速計(jì)算得出。同樣的條件下，一般活性炭層的厚度越厚，其去除效率也會(huì)越高，但實(shí)際應(yīng)用中，為提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，通常要考慮碳層厚度不能無(wú)限制的加厚，因此對(duì)于活性炭層厚度的選擇，需要根據(jù)去除效率要求和碳本身的吸附速率，進(jìn)行有效設(shè)計(jì)計(jì)算。(1)碳層厚度選擇小，吸附速率慢，碳層就會(huì)容易被穿透，導(dǎo)致去除效率降低;(2)碳層厚度選擇大，吸附速率快，碳層就不容易被穿透，碳可以長(zhǎng)時(shí)間使用。

本裝置適用于家具、木業(yè)、制革、五金建材等行業(yè)的有機(jī)廢氣處理。 

 

 

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