活性炭吸附有機廢氣是較有效的一種方法。由于活性炭具有飽和性,需要定期用熱空氣對其進行脫附再生。常用的傳統(tǒng)活性炭吸附罐脫附氣流如下圖1,傳統(tǒng)的活性炭吸附罐由于活性炭填裝厚度大,會出現脫附時,脫附氣流所需熱量太大,脫附完畢后熱量又聚集活性炭中間的不易散熱的情況,需要的脫附氣流熱量大則能耗就大,而熱量聚集在活性炭中不易散熱則有較大的安全隱患。
活性炭吸附罐工作原理
活性炭吸附罐通過多孔活性炭的物理吸附與化學吸附作用凈化氣體 / 液體。待處理介質經進氣管進入罐內,均勻通過活性炭床層,其中的有機物、異味、重金屬等被吸附在活性炭微孔表面(比表面積≥1000m2/g),凈化后的介質從排氣管排出,實現污染物去除。
活性炭吸附罐的吸附動力學
活性炭對苯系物的吸附符合 Langmuir 等溫線模型,在 25℃、濕度≤50% 條件下,對甲苯的飽和吸附量達 450mg/g。吸附速率受氣流速度影響:空塔流速宜控制在 0.5-1.0m/s,流速過高會導致穿透時間縮短 20%-30%。
活性炭吸附罐的填充與更換
填充時采用 “分層振動” 法,堆積密度控制在 450-550kg/m3,避免出現 “架橋” 現象。更換周期受污染物濃度影響:
低濃度(VOCs≤500mg/m3):8000-10000h;
中濃度(500-1000mg/m3):5000-8000h;
高濃度(>1000mg/m3):3000-5000h。
活性炭吸附罐的環(huán)保標準 compliance
依據 HJ 2026-2013《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范》:
活性炭層厚度≥0.8m,空塔速度≤1.2m/s;
吸附效率≥90%,再生效率≥80%;
排氣筒高度≥15m,非甲烷總烴排放濃度≤10mg/m3。
活性炭吸附罐的能耗分析
以處理 10000m3/h 廢氣的吸附罐為例:
風機功率:37kW,年耗電量 28 萬度;
再生加熱:電加熱功率 60kW,再生一次耗電 480 度;
總能耗:處理每立方米廢氣約 0.03-0.05kWh,占企業(yè)總能耗的 2%-3%。