活性炭吸附技术是一种成熟的治理VOCs废气的净化技术,由于该技术可以较彻底地净化废气,特别是可以对大风量、低浓度废气的进行彻底净化,并满足净化后达标排放,因此该技术比其它技术显现出更大的优势。活性炭吸附净化装置早已应用于对VOCs有机废气的净化或回收等领域,尤其是在包装涂层、石油化工、合成纤维、电子制造、医药化工、胶粘剂生产等行业得到广泛的应用。
一、活性炭类型选择
1、颗粒活性炭:呈颗粒状,具有一定的机械强度,在吸附装置内不易破碎。其孔径分布相对较宽,能适应多种不同分子大小的VOCs吸附需求,制作成本相对较低,应用广泛,常装填于固定床吸附塔中处理工业废气。
2、粉状活性炭:粒度细小,比表面积更大,吸附速率快,能迅速与VOCs分子接触并吸附。但因其粉末状特性,在实际使用中需与其他物质混合或制成特殊剂型,如用于溶剂回收时,常制成活性炭纤维毡等形式,防止粉尘飞扬,一般用于对吸附速度要求较高或废气浓度较低的场景。
3、活性炭纤维:具有独特的纤维状结构,比表面积可超2000m²/g,且微孔发达、孔径均一,对小分子VOCs的吸附选择性强、吸附容量大。其柔韧性好,便于加工成各种形状,如制成滤布用于空气净化设备,能有效去除室内空气中的VOCs,不过成本相对较高。
二、装置设计要点
设计风量:宜按照最大废气排放量的120%设计,以确保应对峰值排放。
废气浓度控制:除溶剂和油气储运销装置的有机废气吸附回收外,进入吸附装置的有机废气中有机物浓度应低于其爆炸极限下限的25%,以防止爆炸事故。
气体流速:采用蜂窝状活性炭吸附剂时,气体流速宜低于1.2米/秒;采用颗粒状活性炭吸附剂时,气体流速宜低于0.6米/秒;采用活性炭纤维吸附剂时,气体流速宜低于0.15米/秒。
内部结构:活性炭吸附装置内部结构应设计合理,气体流通顺畅、无短路(短路指进入活性炭箱的废气未经活性炭吸附直接排放)、无死角。
密封性:活性炭吸附装置的门、焊缝、管道连接处等均应严密,不得漏气,所有螺栓、螺母均应经过表面处理,连接牢固。
风机位置:排放风机宜安装在活性炭吸附装置的后端,使装置形成负压,尽量保证无污染气体泄漏到设备箱体外。
采样口设置:活性炭吸附装置的进气和排气管道上均应设置采样口,便于日常监测活性炭吸附效率。
温湿度监测:活性炭吸附装置进风口前端应设置温/湿度计或温/湿度传感器,以便监测进入活性炭箱的废气是否符合要求。
压差计安装:活性炭吸附装置进风口或出风口应安装压差计,当压力低于初始值或达到初始值1.5~2倍时应及时检查、更换活性炭。
安全装置:活性炭吸附装置应设置防火阀、阻火器等安全装置,以防止火灾事故。
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