活性炭吸附脱附法处理VOCs的技术“痛点”

VOCs处理技术有最适使用范围,并不能适用所有情况,任何技术的关键都在于如何正视其优缺点,并知道如何合理使用这项技术。

一、活性炭吸附脱附法的优缺点

活性炭作为传统吸附材料,具有来源广泛、价格低廉、吸附容量大、适用范围广、受入口浓度风量波动影响小等典型优势,使用活性炭吸附进行有机废气处理作为传统的处理手段得到了广泛的市场应用。但在使用和管理过程中,产生了较多的不利因素:

1、 活性炭吸附应用范围广,但存在技术滥用现象;

2、活性炭来源广泛,价格低廉,但优质活性炭的品质难以保障;

3、活性炭吸附设备使用过程中对安全问题的重视程度不足;

4、 活性炭使用寿命短(2年左右),单套设备使用量大,危废产生量高;

5、活性炭吸附设备占地面积庞大,限制了在大风量有机废气处理项目中的使用;

6、活性炭热风脱附出口浓度波动大,对VOCs自身燃烧热的利用效率低,设备运维成本高

二、活性炭吸脱附法实际除污效率低的原因

活性炭具有发达的微孔结构,在理论上可以实现ppb级废气的净化处理目标,但在使用过程中,环保设备的净化效率普遍低于80%。

1.    优质活性炭的品质无法保证

根据HJ2026—2013《吸附法工业有机废气治理规范》的要求,活性炭吸附所要求的蜂窝活性炭比表面不低于750m2/g,而目前市场上蜂窝活性炭的比表面基本处于550~700m2/g之间。

蜂窝活性炭在加工制备过程中,存在严重的变形问题,导致固定床吸附器的漏风率偏高,严重影响了设备的净化效率。

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2.    活性炭固定床吸附器脱附过程中出口浓度不稳定

活性炭吸附单独使用作为废气处理手段已经被禁止,目前活性炭常用的工艺组合为吸附+热氧化工艺。活性炭吸附至一定程度后进行热风脱附,脱附出的高浓度废气进入热氧化设备处理,从而恢复活性炭的吸附能力。

在该技术组合中,系统的处理效率除受活性炭吸附的影响外,同时会受到热氧化设备的影响。活性炭脱附初期浓度高至1/4LEL爆炸下限,不仅使得热氧化设备产生较大安全隐患,同时导致热氧化设备排气浓度超标,从而降低系统整体的净化效率。

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3.    对于复杂废气组分,活性炭的净化效率受多重因素制约

大风量低浓度废气一般同时具有高湿度和复杂组分两个特点,对于废气组分中醇类以及低沸点酯类灯等含量高的工况,活性炭的净化效率会极大的受到废气湿度的影响。

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4.    活性炭脱附过程难以保障脱附效率

活性炭热空气脱附最高的脱附温度为120℃,脱附风量一般为吸附风量的1/5~1/10。活性炭固定床的过流风速较低(0.2m/s以下),迎风面积较大(4~8m2)由此会导致脱附所用的热空气存在严重的沟流问题。炭床的局部无法脱附,从而使得下轮吸附的净化效率偏低。

三、活性炭吸脱附法的安全隐患

活性炭在脱附过程中存在较大安全隐患,主要表现在:

(1)脱附出口浓度不稳定,可超过1/4LEL爆炸下限,存在爆炸隐患;

(2)活性炭产品良莠不齐,部分厂家使用未彻底炭化的炭焦进行活化制备活性炭,导致活性炭自燃风险偏高;

(3)不适用于含酮类物质,吸附放热升温,存在燃烧隐患,喷涂类废气中含都会有一定量含酮类废气;

(4)活性炭脱附末期由于脱附速率减慢,为了维持最经济的设备运行参数,一般要求活性炭脱附后残留2%~4%的有机物。这种残留了有机物的活性炭在不通风静置状态下具有较高自燃风险 

为了保证VOCs治理持续达标,保护排污企业安全,请慎用活性炭,选择更专业的VOCs治理服务。



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