痛点 | 活性炭吸附法VOCs废气治理

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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。
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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。5 y! b% S  G  Q6 ~9 F. }© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]/ s. S. z, [7 C  Y5 T5 T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:
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© 环保之家[2tech.cn]4 g! G' V7 e! o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:
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© 环保之家[2tech.cn]) ^) D5 Z6 ?1 G; ?7 s1 ~/ m(1)温度影响
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© 环保之家[2tech.cn]4 }( _6 k  ^7 J* A5 g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。
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(2)相对湿度影响; Z1 E% L* ~3 n7 V© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]& d. V  e8 y$ w  B相对湿度也会对活性炭吸附设备的吸附效率产生影响。1 j+ M  H4 J5 T, m9 c9 C/ m© 2tech.cn

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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。
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(3)酸性气体影响. X# k" v6 z6 Q7 A$ b© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]( @  Q- d* e+ g3 u- k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。
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© 环保之家[2tech.cn]( L' b' d  t( V) P(4)粉尘影响, G+ m! N, u8 f/ w. P% l3 n5 {) R8 s! y© 2tech.cn
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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。
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