1.活性炭簡述

活性炭是由木質(zhì)、煤質(zhì)和石油焦等含碳的原料經(jīng)熱解、活化加工制備而成，具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的表面化學(xué)基團(tuán)，特異性吸附能力較強(qiáng)的炭材料的統(tǒng)稱。活性炭通常為粉狀或粒狀具有很強(qiáng)吸附能力的多孔無定形炭。活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對廢氣中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化空氣的目的。活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來說，顆粒越小，孔隙擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力就越強(qiáng)。

2.活性炭廢氣處理工藝流程

2.1活性炭吸附工藝流程圖

2.2活性炭吸附工藝說明

車間有機(jī)廢氣通過吸氣罩收集，在排風(fēng)機(jī)作用下，經(jīng)過管道輸送進(jìn)入干式過濾器，再進(jìn)入活性炭吸附裝置，有機(jī)污染物被活性炭吸附，凈化后的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)增壓后達(dá)標(biāo)排放。活性炭吸附飽和后，請專業(yè)廠家再生后回用。

3.活性炭的吸附原理

吸附現(xiàn)象是發(fā)生在兩個不同的相界面的現(xiàn)象，吸附過程就是在界面上的擴(kuò)散過程，是發(fā)生在固體表面的吸附，這是由于固體表面存在著剩余的吸引而引起的。吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附；物理吸附亦稱范德華吸附，是由于吸附劑與吸附質(zhì)分子之間的靜電力或范德華引力導(dǎo)致物理吸附引起的，當(dāng)固體和氣體之間的分子引力大于氣體分子之間的引力時，即使氣體的壓力低于與操作溫度相對應(yīng)和飽和蒸氣壓，氣體分子也會冷凝在固體表面上，物理吸附是一種吸熱過程。化學(xué)吸附亦稱活性吸附，是由于吸附劑表面與吸附質(zhì)分子間的化學(xué)反應(yīng)力導(dǎo)致化學(xué)吸附，它涉及分子中化學(xué)鍵的破壞和重新結(jié)合，因此，化學(xué)吸附過程的吸附熱較物理吸附過程大。在吸附過程中，物理吸附和化學(xué)吸附之間沒有嚴(yán)格的界限，同一物質(zhì)在較低溫度下往往是化學(xué)吸附。活性炭纖維吸附以物理吸附為主，但由于表面活性劑的存在，也有一定的化學(xué)吸附作用。

3.1活性炭對廢氣吸附的特點

（1）對于芳香族化合物的吸附優(yōu)于對非芳香族化合物的吸附。

（2）對帶有支鍵的烴類物理優(yōu)于對直鏈烴類物質(zhì)的吸附。

（3）對有機(jī)物中含有無機(jī)基團(tuán)物質(zhì)的吸附總是低于不含無機(jī)基團(tuán)物質(zhì)的吸附。

（4）對分子量大和沸點高的化合物的吸附總是高于分子量小和沸點低的化合物的吸附。

（5）吸附質(zhì)濃度越高，吸附量也越高。

（6）吸附劑內(nèi)表面積越大，吸附量越高。

4.活性碳纖維

以新型吸附材料—活性碳纖維（ACF）為吸附劑的吸附法是近幾年發(fā)展起來的一種新型的有機(jī)廢氣回收方法，被認(rèn)為是最有效的回收凈化有機(jī)廢氣的新方法，近年來已引起廣大研究工作者和相關(guān)企業(yè)的極大關(guān)注。與傳統(tǒng)的活性炭相比，活性碳纖維具有以下優(yōu)異特。

（1）比表面積大，有效吸附容量高。

（2）吸附、脫附快，能耗低，容易再生。

（3）強(qiáng)度高、壽命長。

（4）形狀多樣，便于工程應(yīng)用。

（5）可吸附低濃度氣體。

（6）吸附選擇性強(qiáng)。

5.活性炭纖維有機(jī)廢氣回收裝置

以活性炭纖維有機(jī)廢氣回收裝置中典型的三箱吸附裝置為例，分析其設(shè)備組成、工藝流程及技術(shù)特點。設(shè)備組成吸附設(shè)備由引風(fēng)風(fēng)機(jī)、表冷器、過濾器、吸附器、分層槽等組成，整個系統(tǒng)的運(yùn)行由PLC程序控制，自動切換吸附器，使之交替進(jìn)行吸附、解吸和干燥工藝過程的操作。工藝流程揮發(fā)性有機(jī)氣體先經(jīng)過一定的前處理裝置，再經(jīng)過濾器進(jìn)一步去除尾氣中的雜質(zhì)，以保證這些雜質(zhì)不占用活性炭纖維的孔隙，影響活性炭纖維的吸附效率和使用壽命；過濾后的尾氣經(jīng)風(fēng)機(jī)引入吸附設(shè)備。吸附了一定數(shù)量有機(jī)溶劑的活性炭纖維，用飽和水蒸汽進(jìn)行解吸，解吸完成后將通過過濾的外界空氣送入吸附器由風(fēng)機(jī)進(jìn)行干燥，使活性炭纖維床層冷卻并去除殘留的蒸汽，使活性炭纖維保持較高的吸附效率。干燥好的吸附器進(jìn)入下一工作程序循環(huán)進(jìn)行吸附。解吸出的含有機(jī)物的混合蒸汽進(jìn)入冷凝器中進(jìn)行一級冷凝，冷凝液再經(jīng)板式冷凝器冷卻，經(jīng)過冷凝的有機(jī)物和冷凝水進(jìn)入分層槽，經(jīng)重力分層，上層的有機(jī)物自動溢流至儲槽，然后經(jīng)輸送泵送到吸附回收設(shè)備；下層的冷凝水排入廢水處理系統(tǒng)。

5.1技術(shù)特點

（1）結(jié)構(gòu)合理

吸附芯為籠型結(jié)構(gòu)，具有活性碳纖維用量少，處理風(fēng)量大的特點，可大幅度降低有機(jī)廢氣處理成本。

（2）吸附率高

由于活性炭纖維的比表面積特性，決定了其吸附率可高達(dá)95%以上。采用專利技術(shù)可以實現(xiàn)多級吸附，可以達(dá)到極高的吸附率，是目前國際上能夠達(dá)到苛刻的環(huán)保排放要求的吸附裝置。

（3）運(yùn)行能耗低、費用低

由于活性炭纖維的脫附、再生能耗低，再加上活性炭纖維纏繞芯的氣流阻力小、風(fēng)機(jī)功率小，所以在運(yùn)行中活性炭纖維有機(jī)廢氣凈化回收裝置的氣耗和電耗均比較低。

（4）全自動控制、無人值守運(yùn)行

采用德國西門子可編程序控制器中央控制，自動化程度高，按照工藝流程設(shè)計的模擬盤顯示，運(yùn)行狀況可以一目了然，并設(shè)計有故障檢測及指示功能。可靠性強(qiáng)、操作簡單、便于維護(hù)。

（5）安全可靠、適用于有爆炸危險場所

采用防爆風(fēng)機(jī)、防爆泵。控制柜、氣動柜采用正壓防爆技術(shù)，外部信號通過安全柵連接，系統(tǒng)接地，確保了裝置的安全性。