浅谈活性炭吸附工艺的十大问题

浅谈活性炭吸附工艺的十大问题浅谈活性炭吸附工艺的十大问题活性炭工艺现场示意图使用方法：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。原理：活性炭净化空气的物理吸附，如图所示四种情况：原理：活性炭净化空气的物理吸附，如图所示四种情况：1.分子直径大于孔的直径，由于空间位阻，分子不能入孔，因此不吸附；2.分子直径等于孔的直径，吸附剂的捕捉力很强，非常适合低浓度吸附；3.分子直径小于孔的直径，孔内发生毛细管冷凝，吸附容量大；4.分子直径远小于孔的直径，吸附分子很容易解吸，解吸速率高，低浓度下的吸附量较小。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。那这是什么原因呢？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，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。1、吸附量小物理吸附存在吸附饱和问题，随着吸附剂的消耗，吸附能力也变弱，使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能，不适用于高浓度废气。吸附时，存在吸附的专一性问题，对混合气体，可吸附性会减弱，同时也存在分子直径与活性炭孔径不匹配，造成脱附现象；更为明显的是，从原理上看活性炭吸附只是将有毒害气体转移，并没有达到分解有害气体的功效。2、温度影响在通常情况下，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400℃，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。温度对VOCs吸附影响关系图3、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。VOCs在不同湿度下的吸附效果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，碳箱蓄热近50℃。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。4、气压影响活性炭吸附VOCs过程，如果从低浓度向高浓度吸附，需要确保活性炭在负压环境下才能进行，在工厂生产实际应用中，设备不可能不停运作。当停止工作不再形成负压的环境，活性炭已经吸附的VOCs会脱附释放，再次污染环境。5、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。6、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。7、企业易造假，存在着巨大环保风险活性炭虽然便宜，但使用活性炭吸附法处理VOCs达标排放实际运维费用是十分高昂的，同时自然吸、脱附管理难、适用性受多种因素影响，不适合含粉尘、水汽、乳状物等废气处理，难稳定环保达标。且大量饱和后的活性炭处理更耗费巨大，该方法仅是将污染物吸附转移，如对饱和后活性炭转移过程无严格把关跟踪，则极易造成二次污染。但因前期投资少，企业自然选用较多，现虽监管难（炭箱内没有活性炭，活性炭设施过于简陋、几乎不换炭，活性炭选用与实际设计不符，使用量过少等），但环保部门终会有所行动的，存在着巨大环保风险。而且容易造假应付环保管理。（如：炭箱内没有活性炭，活性炭设施过于简陋、几乎不换炭，活性炭实际工程与设计不符，使用量过少等。）