活性炭吸附VOCs设备运行的10大知识点

一、 活性炭吸附技术的特点及原理
活性炭吸附是VOCs治理的主流技术之一。技术成熟、简单易行、初次投资成本低、适用范围广，在石油化工、表面涂装、包装印刷等行业应用广泛。
经预处理装置除去气体中的粉尘(漆雾、焦油类物质)后，废气进入活性炭吸附箱内，废气中的VOCs与活性炭接触，由于活性炭吸附剂表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，VOCs被活性炭表面的孔隙吸附，滞留在活性炭孔隙中。通过活性炭吸附VOCs，实现了VOCs从气体中分离，达到了气体净化的目的。
二、 活性炭吸附设施适用范围
活性炭吸附设施可净化多种有机和无机污染物:
苯类、酮类、醇类、醚类、烷类及其混合类有机废气、酸性废气、碱性废气。
不适用于处理含苯乙烯、丙烯酸酯、环己酮、低分子有机酸等易发生聚合、氧化等反应或含有难脱附物质的废气。
活性炭吸附设施的工艺流程(常用)

主要用于制药、冶炼、化工、机械、电子、电器、涂装、制鞋、橡胶、塑料、印刷及环保脱硫、除臭和各种工业生产车间产生的有害废气的净化处理。
三、 活性炭吸附设施的优缺点
优点
操作简单，适用范围广
可进行吸附与脱附再生，实现循环操作
缺点
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，须及时更换;
吸附时，存在吸附的专一性问题，对混合气体，可能吸附性会减弱，同时也存在分子直径与活性炭孔径不匹配，造成脱附现象;
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，可能会带来二次污染。饱和后的活性炭为危废，处置费用较高。
四、 活性炭吸附设施入口废气要求
颗粒活性炭，废气温度≤40℃，湿度RH≤50%
蜂窝活性炭(宜采用防水型)，废气温度≤40℃，湿度RH≤60%
废气温度和湿度不符合上述要求时，需在活性炭吸附前进行降温或除湿。如烤漆废气需进行降温预处理;采用水帘过滤漆雾的废气需进行除湿处理。
废气中颗粒物含量不宜超过1mg/m³。当超过1mg/m3时，应采用滤袋过滤或喷淋塔洗涤等方式进行预处理。当废气中含有焦油、漆雾等粘附性物质时，需采用干式过滤棉或水帘进行预处理。
活性炭吸附设施入口前需安装温度计、湿度计。
五、 活性炭质量“三看二测”简易判别方法
看颜色
观察活性炭颜色，优质炭一般呈墨黑色，劣质炭一般颜色偏灰或有锈色;使用中的活性炭，如已发白发霉，则基本已失去吸附性能。
看形态

使用中的活性炭，如已出现孔隙堵塞、吸水吸油、破碎解体等现象，则基本已失去吸附性能。
看气泡
优质活性炭
抓取少量活性炭撒入清水中部分上浮，部分缓慢下沉产生连续线状气泡，同时会发出嘶嘶的气泡声，这种现象发生得越剧烈，持续时间越长，活性炭的吸附性就越好。
劣质活性炭
立即下沉，仅有部分活性炭产生气泡，且气泡数量少，不连续。
使用中的活性炭，如无气泡或气泡较少，则基本已失去吸附性能。
测重量
将活性炭装填于相同的容器内，装满但不敲实，测量容器和活性炭的总质量。质量更轻的为优质炭。劣质炭密度较大，重量相对较重，吸附性能较差。
测碘值
可委托专业机构对活性炭进行质量检测:

六、 活性炭吸附设施运行关键要求
风量：治理工程风量，宜按照最大废气排放量120%设计
废气中有机物浓度：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的浓度应低于其爆炸极限下限的25%。
固定床吸附装置气体流速

活性炭装填厚度与吸附截面积

吸附装置内部应装设具有自动报警功能的多点温度检测装置
无论是否在吸附操作周期内，吸附床内的温度均应低于83℃。温度超过时，应能自动报警，并立即启动降温装置(吸附操作周期之外超温时，可启动风机帮助散热)。
吸附装置进、出口应安装流量计和VOCs浓度计
七、 活性炭吸附设施装填量要求
活性炭吸附设施最少填装量如下:

八、 活性炭吸附容量和更换周期
吸附量
针对不同的有机物，一般活性炭的吸附容量为5%~40%，对于油漆溶剂中的苯系物吸附容量为20%~26%。
更换周期
按照活性炭吸附设施设计方案确定活性炭更换周期，原则上不应超过累计运行500小时或3个月;在无设计方案或实际建设情况与设计方案不符时，参考以下公式计算更换周期。
T=GxS÷ (cx10-6xQxt)
式中:T-更换周期，天;G-活性炭用量，kg;S-动态吸附量，%，一般取10%;C-活性炭消减的VOCs浓度，mg/m3;Q-风量，m3/h;t-运行时间，h/d。
九、 活性炭吸附设施运行维护要求
提升设施同步运行率
生产企业应把活性炭吸附设施作为生产系统的一部分进行管理。
先于产生废气的生产工艺设备开启
后于生产工艺设备20分钟停机，并实现连锁控制
及时检查更换活性炭

废气日常监测过程中，出现以下情况，应即使更换活性炭!
加强设施的运行管理
建立活性炭吸附设施运维台账，记录设施的运维和耗材更换情况。台账应与车间生产保持一致，如活性炭的更换时间、更换量等。台账保存期限不得少于5年。
规范废弃物贮存处置
更换下来的废活性炭属于危险废物，应当纳入排污许可管理，并按照危险废物贮存相关标准规范的要求，密闭贮存在危险废物储存间，储存间的排气需经过净化后才能外排。废活性炭应及时交由具备相应危险废物处置资质的单位，依法进行再生或处置。
十、违法后果
《中华人民共和国大气污染防治法》第一百零八条(一)
产生含挥发性有机物废气的生产和服务活动，未在密闭空间或者设备中进行，未按照规定安装、使用污染防治设施，或者未采取减少废气排放措施的，由县级以上人民政府生态环境主管部门责令改正，处二万元以上二十万元以下的罚款;拒不改正的，责令停产整治。
《中华人民共和国大气污染防治法》第九十九条(三)
通过逃避监管的方式排放大气污染物的，由县级以上人民政府生态环境主管部门责令改正或者限制生产、停产整治，并处十万元以上一百万元以下的罚款;情节严重的，报经有批准权的人民政府批准，责令停业、关闭。
《排污许可管理条例》第三十七条
违反本条例规定，排污单位有下列行为之一的，由生态环境主管部门责令改正，处每次5千元以上2万元以下的罚款;法律另有规定的，从其规定:
(一)未建立环境管理台账记录制度，或者未按照排污许可证规定记录;
(二)未如实记录主要生产设施及污染防治设施运行情况或者污染物排放浓度、排放量:
(三)未按照排污许可证规定提交排污许可证执行报告;
(四)未如实报告污染物排放行为或者污染物排放浓度、排放量。
来源：沈阳市生态环境局