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(gè)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(shí)，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(huì)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(diǎn)

（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(diǎn)高的化合物的吸附總是高于分子量小和沸點(diǎn)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(diǎn)。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(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行由PLC程序控制，自動(dòng)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(dòng)溢流至儲(chǔ)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(diǎn)

（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(diǎn)，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(shí)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(fèi)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(dòng)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(dòng)化程度高，按照工藝流程設(shè)計(jì)的模擬盤顯示，運(yùn)行狀況可以一目了然，并設(shè)計(jì)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(xiǎn)場所

采用防爆風(fēng)機(jī)、防爆泵。控制柜、氣動(dòng)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。