活性炭吸附工藝在工業(yè)有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用

1、活性炭吸附工藝在工業(yè)有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用摘要：近年來，隨著我國(guó)工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，環(huán)保問題也日益突出。上世紀(jì)的環(huán) 保治理焦點(diǎn)比較著重于污水排放，但隨著大氣環(huán)境污染日益加劇，霧霾等現(xiàn)象已 嚴(yán)重影響人們的日常生活，工業(yè)廢氣亂排放問題逐漸受到重視，大氣污染治理任 務(wù)亦更加艱巨。為此，文章圍繞活性炭吸附工藝在工業(yè)有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用方 面進(jìn)行分析，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：活性炭吸附；有機(jī)廢氣引言：工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致廢氣大量排放，直接影響人們的日常生活，本 文主要闡述了活性炭吸附工藝在有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用，一方面希望緩解廢氣污 染，另一方面也希望能夠給相關(guān)人士提供參考依據(jù)。一、有機(jī)廢氣的危害工業(yè)生產(chǎn)中

2、會(huì)產(chǎn)生各種有機(jī)廢氣，主要包括各種烴類、醇類、醛類、酮類和 胺類等。這些廢氣的來源十分廣泛，其中一些化學(xué)行業(yè)石化、有機(jī)合成反應(yīng)設(shè)備 排氣、印刷行業(yè)印墨中有機(jī)溶劑，機(jī)械行業(yè)機(jī)械噴漆，金屬制品產(chǎn)生的氣味， 汽車行業(yè)汽車的噴漆、干燥爐鑄件生產(chǎn)設(shè)備排氣，五金、家私廠噴涂設(shè)備排氣等。 有機(jī)的廢氣對(duì)人體的危害是多方面的，不同行業(yè)的有機(jī)物廢氣的毒性也是各不相同 的，其中工業(yè)廢氣中10種常見有機(jī)的廢氣對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)為：苯類的有 機(jī)物多損害人的中樞神經(jīng)，會(huì)造成神經(jīng)系統(tǒng)的障礙，當(dāng)苯蒸氣的濃度過高時(shí)（空氣 中含量達(dá)2%），可以引起致死性急性的中毒。多環(huán)芳烴的有機(jī)物有強(qiáng)烈的致癌性。 苯酸類的有機(jī)物能使細(xì)胞的蛋白質(zhì)

3、發(fā)生變形或凝固,致使全身中毒。發(fā)生臘類的有 機(jī)物中毒時(shí)，可引起呼吸困難、嚴(yán)重窒息、甚至意識(shí)的喪失直至死亡。有機(jī)物的 硝基苯影響神經(jīng)系統(tǒng)、血相和肝、脾器官功能，皮膚的大面積吸收可以致人死亡。 芳香胺類的有機(jī)物致癌，二苯胺、聯(lián)苯胺等進(jìn)入人體可以造成缺氧的癥狀。有機(jī) 的氮化合物可致癌。有機(jī)磷的化合物降低血液中膽堿脂酶的活性，使神經(jīng)系統(tǒng)發(fā) 生功能的障礙。有機(jī)硫化合物中，低濃度的硫醇可引起不適，高濃度的可致人死亡。 含氧有機(jī)的化合物中，吸入高濃度的環(huán)氧乙烷可致人死亡；丙烯醛對(duì)粘膜有強(qiáng)烈 的刺激性；戊醇可以起頭痛、嘔吐、腹瀉等。二、活性炭吸附工藝原理及適用范圍活性炭是經(jīng)過活化處理后的碳，其具備比表面積大，

4、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)7001200m2/g，其孔徑大小范圍在 1.5nm5m之間。其吸附方式主要通過兩種途徑: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?；钚蕴课揭话氵m用于大風(fēng)量、低濃度、低濕度、低含塵的有機(jī)廢 氣。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限制的加厚，因此對(duì)于活性炭

5、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)算三、具有代表性的活性炭吸附的組合工藝（一）旋流板塔+UV光解+活性炭吸附工藝此工藝多用于處理低濃度有機(jī)廢氣，在烘干固化爐產(chǎn)生的有機(jī)廢氣中應(yīng)用較 多。其主要工藝流程為：廢氣在引風(fēng)機(jī)的作用下，通過管道輸送，以切線從底部 進(jìn)入旋流板洗滌凈化塔，在離心力的作用下，呈螺線形氣旋上升，達(dá)到旋流板時(shí)， 由于受數(shù)量足夠多的傾角為25的旋流葉片的切割作用，產(chǎn)生更大的離心力，與 從上向下噴成霧狀的循環(huán)液滴接觸，氣液得到充分的混合，氣體中剩余的油霧顆 粒物被循環(huán)液吸收，隨水流進(jìn)入循環(huán)水池。經(jīng)旋流板洗滌凈化塔后的氣體進(jìn)入 UV光解凈化器。該設(shè)備以

6、二氧化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎?，與紫外線、空氣接觸反應(yīng)產(chǎn)生 臭氧，利用臭氧對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解；同時(shí)大分子有機(jī)物在紫外線作用下轉(zhuǎn)化 為小分子化合物或者發(fā)生反應(yīng)，生成水和二氧化碳，污染物得到去除。因UV光 解凈化效率相對(duì)較低，為了保證廢氣能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，在其后增加活性炭吸附器 作為最終的把關(guān)處理，保證油霧顆粒物和總VOCs等長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，最終凈化氣 體。因經(jīng)前處理后，廢氣中VOCs的濃度已很低，且顆?；钚蕴吭谖接袡C(jī)物的 同時(shí)吸附等離子體，被吸附的有機(jī)物在活性炭纖維的孔隙內(nèi)被等離子體分解，一 定程度上延長(zhǎng)了活性炭吸附飽和的時(shí)間和使用壽命。為保證處理效果，噴淋水循 環(huán)使用一段時(shí)間后須更換，廢水中含有污染物質(zhì)，

7、需配套污水處理設(shè)備進(jìn)行處理。 該工藝優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，易于管理，投資造價(jià)較低。缺點(diǎn)是活性炭更換次數(shù)較頻 繁，運(yùn)行費(fèi)用較高1。（二）水噴淋+干式過濾器+活性炭吸附+催化燃燒此工藝多用于噴漆、烘漆VOCs廢氣，主要污染物為苯、甲苯與二甲苯、總 VOCs。含有機(jī)物的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)的作用，首先經(jīng)過水噴淋將大部分漆霧去除后進(jìn)入 干式過濾器，干式過濾器一方面可以去除氣體中的水分，另一方面可以進(jìn)一步攔 截部分顆粒物，保護(hù)后續(xù)活性炭處理設(shè)施。預(yù)處理后的氣體進(jìn)入活性炭吸附箱， 通過吸附作用，有機(jī)物質(zhì)被截留在其內(nèi)部，處理達(dá)標(biāo)的氣體經(jīng)煙囪高空排放。運(yùn) 行一段時(shí)間后，活性炭達(dá)到飽和狀態(tài)，吸附作用失效，此時(shí)有機(jī)物已被濃縮在活

8、 性炭?jī)?nèi)。按照PLC自動(dòng)控制程序，催化氧化設(shè)備自動(dòng)升溫將熱空氣通過風(fēng)機(jī)送入 活性炭床使碳層升溫將有機(jī)物從活性炭中蒸出，脫附出來的廢氣屬于高濃度、 小風(fēng)量、高溫度的有機(jī)廢氣。該部分氣體進(jìn)入催化燃燒室，在催化劑作用下燃燒 后徹底凈化，完成脫附過程。再通過熱交換器將凈化后的氣體降溫，最后經(jīng)風(fēng)機(jī) 引高空排放。為了保證處理流程的連續(xù)性，該工藝中活性炭箱一般采用一用一備， 當(dāng)其中一個(gè)炭箱處于脫附狀態(tài)時(shí)，另外一個(gè)處于吸附狀態(tài)，通過控制程序自動(dòng)切 換，交替使用。值得注意的是，脫附過程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行，注意控制 燃燒溫度，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸事故。由于某些物質(zhì)，如氯離子，對(duì) 脫附所用催化劑具有毒

9、害作用，會(huì)造成催化劑中毒而失去催化作用，因此活性 炭吸附+催化燃燒工藝不適用于處理含氯離子等對(duì)催化劑有毒害作用成分的氣體。 該工藝特點(diǎn)為：第一，有機(jī)廢氣具有起燃溫度低的特點(diǎn)，因此不需要大量的能耗。 而且當(dāng)催化燃燒達(dá)到一定的起燃溫度后，依靠自身熱量便可以滿足要求，不再需 要外界提供熱源；第二，應(yīng)用的范圍比較廣泛，對(duì)多種成分的廢氣都具有良好的 處理效果；第三，處理效率與其他工藝相比較高，凈化效率可以達(dá)到95%甚至以 上，而且最終產(chǎn)物為二氧化碳和水，沒有二次污染物產(chǎn)生；且由于燃燒溫度低，能 大量減少NOX的生成，因此也大大減少了二次污染；第四，活性炭可重復(fù)使用， 延長(zhǎng)換炭周期，即減少危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量，對(duì)改善大氣環(huán)境具有重要意義；第五， 自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行安全穩(wěn)定，有效減少了污染物對(duì)環(huán)境的影響。 第六，缺點(diǎn)是投資較大，對(duì)操作人員素質(zhì)要求較高2。結(jié)論：簡(jiǎn)而言之，活性炭吸附工藝是一種傳統(tǒng)的治理工藝，其因?yàn)橥顿Y小、處理效果穩(wěn)定而被廣泛應(yīng)用。在使用過程當(dāng)中需要注意的是廢舊活性炭屬于危險(xiǎn)