一、 活性炭吸附技術的特點及原理
活性炭吸附是VOCs治理的主流技術之一。技術成熟、簡單易行、初次投資成本低、適用范圍廣,在石油化工、表面涂裝、包裝印刷等行業應用廣泛。
經預處理裝置除去氣體中的粉塵(漆霧、焦油類物質)后,廢氣進入活性炭吸附箱內,廢氣中的VOCs與活性炭接觸,由于活性炭吸附劑表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學鍵力,VOCs被活性炭表面的孔隙吸附,滯留在活性炭孔隙中。通過活性炭吸附VOCs,實現了VOCs從氣體中分離,達到了氣體凈化的目的。
二、 活性炭吸附設施適用范圍
活性炭吸附設施可凈化多種有機和無機污染物:
苯類、酮類、醇類、醚類、烷類及其混合類有機廢氣、酸性廢氣、堿性廢氣。
不適用于處理含苯乙烯、丙烯酸酯、環己酮、低分子有機酸等易發生聚合、氧化等反應或含有難脫附物質的廢氣。
活性炭吸附設施的工藝流程(常用)
主要用于制藥、冶煉、化工、機械、電子、電器、涂裝、制鞋、橡膠、塑料、印刷及環保脫硫、除臭和各種工業生產車間產生的有害廢氣的凈化處理。
三、 活性炭吸附設施的優缺點
優點
操作簡單,適用范圍廣
可進行吸附與脫附再生,實現循環操作
缺點
物理吸附存在吸附飽和問題,隨著吸附劑的消耗,吸附能力也變弱,使用一段時間后可能會出現吸附量小或失去吸附功能,須及時更換;
吸附時,存在吸附的專一性問題,對混合氣體,可能吸附性會減弱,同時也存在分子直徑與活性炭孔徑不匹配,造成脫附現象;
活性炭吸附只是將有毒害氣體轉移,并沒有達到分解有害氣體的功效,可能會帶來二次污染。飽和后的活性炭為危廢,處置費用較高。
四、 活性炭吸附設施入口廢氣要求
顆粒活性炭,廢氣溫度≤40℃,濕度RH≤50%
蜂窩活性炭(宜采用防水型),廢氣溫度≤40℃,濕度RH≤60%
廢氣溫度和濕度不符合上述要求時,需在活性炭吸附前進行降溫或除濕。如烤漆廢氣需進行降溫預處理;采用水簾過濾漆霧的廢氣需進行除濕處理。
廢氣中顆粒物含量不宜超過1mg/m³。當超過1mg/m3時,應采用濾袋過濾或噴淋塔洗滌等方式進行預處理。當廢氣中含有焦油、漆霧等粘附性物質時,需采用干式過濾棉或水簾進行預處理。
活性炭吸附設施入口前需安裝溫度計、濕度計。
五、 活性炭質量“三看二測”簡易判別方法
看顏色
觀察活性炭顏色,優質炭一般呈墨黑色,劣質炭一般顏色偏灰或有銹色;使用中的活性炭,如已發白發霉,則基本已失去吸附性能。
看形態
使用中的活性炭,如已出現孔隙堵塞、吸水吸油、破碎解體等現象,則基本已失去吸附性能。
看氣泡
優質活性炭
抓取少量活性炭撒入清水中部分上浮,部分緩慢下沉產生連續線狀氣泡,同時會發出嘶嘶的氣泡聲,這種現象發生得越劇烈,持續時間越長,活性炭的吸附性就越好。
劣質活性炭
立即下沉,僅有部分活性炭產生氣泡,且氣泡數量少,不連續。
使用中的活性炭,如無氣泡或氣泡較少,則基本已失去吸附性能。
測重量
將活性炭裝填于相同的容器內,裝滿但不敲實,測量容器和活性炭的總質量。質量更輕的為優質炭。劣質炭密度較大,重量相對較重,吸附性能較差。
測碘值
可委托專業機構對活性炭進行質量檢測:
六、 活性炭吸附設施運行關鍵要求
風量:治理工程風量,宜按照最大廢氣排放量120%設計
廢氣中有機物濃度:除溶劑和油氣儲運銷裝置的有機廢氣吸附回收外,進入吸附裝置的有機廢氣中有機物的濃度應低于其爆炸極限下限的25%。
固定床吸附裝置氣體流速
活性炭裝填厚度與吸附截面積
吸附裝置內部應裝設具有自動報警功能的多點溫度檢測裝置
無論是否在吸附操作周期內,吸附床內的溫度均應低于83℃。溫度超過時,應能自動報警,并立即啟動降溫裝置(吸附操作周期之外超溫時,可啟動風機幫助散熱)。
吸附裝置進、出口應安裝流量計和VOCs濃度計
七、 活性炭吸附設施裝填量要求
活性炭吸附設施最少填裝量如下:
八、 活性炭吸附容量和更換周期
吸附量
針對不同的有機物,一般活性炭的吸附容量為5%~40%,對于油漆溶劑中的苯系物吸附容量為20%~26%。
更換周期
按照活性炭吸附設施設計方案確定活性炭更換周期,原則上不應超過累計運行500小時或3個月;在無設計方案或實際建設情況與設計方案不符時,參考以下公式計算更換周期。
T=GxS÷ (cx10-6xQxt)
式中:T-更換周期,天;G-活性炭用量,kg;S-動態吸附量,%,一般取10%;C-活性炭消減的VOCs濃度,mg/m3;Q-風量,m3/h;t-運行時間,h/d。
九、 活性炭吸附設施運行維護要求
提升設施同步運行率
生產企業應把活性炭吸附設施作為生產系統的一部分進行管理。
先于產生廢氣的生產工藝設備開啟
后于生產工藝設備20分鐘停機,并實現連鎖控制
及時檢查更換活性炭
廢氣日常監測過程中,出現以下情況,應即使更換活性炭!
加強設施的運行管理
建立活性炭吸附設施運維臺賬,記錄設施的運維和耗材更換情況。臺賬應與車間生產保持一致,如活性炭的更換時間、更換量等。臺賬保存期限不得少于5年。
規范廢棄物貯存處置
更換下來的廢活性炭屬于危險廢物,應當納入排污許可管理,并按照危險廢物貯存相關標準規范的要求,密閉貯存在危險廢物儲存間,儲存間的排氣需經過凈化后才能外排。廢活性炭應及時交由具備相應危險廢物處置資質的單位,依法進行再生或處置。
十、違法后果
《中華人民共和國大氣污染防治法》第一百零八條(一)
產生含揮發性有機物廢氣的生產和服務活動,未在密閉空間或者設備中進行,未按照規定安裝、使用污染防治設施,或者未采取減少廢氣排放措施的,由縣級以上人民政府生態環境主管部門責令改正,處二萬元以上二十萬元以下的罰款;拒不改正的,責令停產整治。
《中華人民共和國大氣污染防治法》第九十九條(三)
通過逃避監管的方式排放大氣污染物的,由縣級以上人民政府生態環境主管部門責令改正或者限制生產、停產整治,并處十萬元以上一百萬元以下的罰款;情節嚴重的,報經有批準權的人民政府批準,責令停業、關閉。
《排污許可管理條例》第三十七條
違反本條例規定,排污單位有下列行為之一的,由生態環境主管部門責令改正,處每次5千元以上2萬元以下的罰款;法律另有規定的,從其規定:
(一)未建立環境管理臺賬記錄制度,或者未按照排污許可證規定記錄;
(二)未如實記錄主要生產設施及污染防治設施運行情況或者污染物排放濃度、排放量:
(三)未按照排污許可證規定提交排污許可證執行報告;
(四)未如實報告污染物排放行為或者污染物排放濃度、排放量。
來源:沈陽市生態環境局