VOCs的活性炭吸附——環保檢查中的“主力軍”
來源 ： welcome新2登錄 作者 ：NaYa 發布時間 ：2019-01-21
揮發性有機廢氣(以下簡稱VOCs)是一種有害氣體
，會汙染空氣
，影響人類的健康
，主要成分包括
：硫烴
、含氧烴
、氮烴
、鹵代烴
、烴類等多環芳香烴
，由於它們的性質相似
，它們很容易混合在一起
，在人們的呼吸中
，進入人體
，對人的器官造成傷害
。因此
，必須對揮發性有機廢氣進行治理
，嚴格控製工業排放量
。
1活性炭吸附法治理VOCs的工藝
活性炭吸附法是當前最常用的VOCs治理工藝
，通常有變壓吸附(pressure swingadsorption
，PSA)
、變溫吸附(thermal swing adsorption，TSA)
，兩者聯用的變溫- 變壓吸附(thermal pressure swing adsorption
，TPSA)和變電吸附(electric swing adsorption
，ESA)等技術
，在製藥
、印刷
、電子
、化工
、高分子材料
、食品等多個行業均有應用
。
2活性炭吸附VOCs的影響因素
本文所指吸附是指當氣體與多孔固體材料接觸時
，氣體物質中某一物質或多種物質在固體材料的內
、外表麵處產生積蓄的現象
。多孔固體材料稱為吸附劑
，被吸附積蓄的物質稱為吸附質
。常用的吸附劑有
：活性炭
、活性矽膠
、氧化鋁等
。氣體混合物能否通過吸附分離成功
，主要取決於吸附劑對吸附質的吸附效果
，因此吸附劑的選擇是確定吸附操作的首要問題
。
活性炭作為目前最常用的VOCs吸附劑
，主要有以下特點
。
(1) 活性炭具有孔徑分布廣泛、孔隙率高和比表麵積大的優點
。
(2)活性炭的機械性能高
、化學性質穩定
，能在較大的pH 範圍內使用
。
(3)活性炭具有一定的催化活性
。
(4) 活性炭的疏水性使其對揮發性有機化合物有極強的吸附性，並且能在較大的濕度下依然保持較強吸附性能
。
2.1
活性炭孔隙分布對VOCs 吸附效果的分析
活性炭不同孔徑的孔隙具有完全不同的吸附機理
。其中微孔(<2nm)吸附基本符合微孔填充理論
，即固體吸附劑表麵存在位勢場
，鄰近的VOCs 分子在場的作用下吸附在吸附劑表麵;過渡孔(2nm 至100nm)吸附時除單分子層和多分子層吸附外
，更主要的是通過毛細凝聚機理產生容積填充吸附;大孔(>100nm)吸附主要是多分子層吸附
，符合BET 理論
。此外
，活性炭的孔徑要和VOCs 的分子大小相匹配才能被有效吸附
。在分子大小相匹配的情況下
，活性炭孔徑的分布越均勻
、孔的形狀越規則
，則活性炭吸附效果越好。
2.2
活性炭活化方式對VOCs吸附效果的分析
活性炭的活化按活化方式可分為物理活化和化學活化
。其中物理活化是利用活性氣體在較高溫度下對活性炭進行弱氧化
，常用水蒸氣或CO2來活化活性炭
。化學活化法是在一定溫度下將活性炭浸漬在化學藥品中對其表麵進行改性
，常用硝酸及其鹽類
。
2.3
對不同初始濃度VOCs吸附效果的分析
VOCs濃度對活性炭吸附效果有顯著影響
。一般情況下
，VOCs初始濃度越大
，其對活性炭的穿透時間和飽和時間越短
。活性炭對高濃度VOCs 吸附的過程屬於物理吸附
，基本不用考慮化學吸附的影響
，吸附效果主要取決於活性炭孔徑的大小和數量;而對於低濃度VOCs 吸附的過程屬於化學吸附
，吸附效果主要取決於VOCs的化學性質
。
2.4
對不同分子量和極性VOCs吸附效果的分析
VOCs的分子量和極性對活性炭吸附效果有很大影響
。一般情況下
，若VOCs結構類似
，其相對分子質量越大
，則被吸附得越多;對分子質量和結構都相近的VOCs
，則是不飽和性越大越易被吸附
。
2.5
不同組分VOCs吸附效果的分析
VOCs的組分不同
，活性炭吸附的效果不同
。因為VOCs各組分的吸附親和力不同
，在被活性炭吸附時會產生競爭效應
。VOCs各組分在活性炭表麵的吸附過程是一個吸附和解離的動態平衡過程
，吸附能力強的VOCs組分先達到動態平衡
，吸附能力弱的VOCs組分後達到平衡
。
3其他揮發性有機廢氣(VOCs)治理技術
3.1直接燃燒法
直接燃燒法
，就是使VOCs直接燃燒
，其方法就是將VOCs直接通人到焚燒爐中
，就可以使VOCs在高溫中燃燒
。如果VOCs的濃度高，它們在爐中就可以很好的燃燒
，生成CO2和H2O
，當VOCs濃度低時
，此時的燃燒由於不充分
，就需要采取一定的措施
，如加入輔助燃料
，也會使VOCs燃燒完全
，最終使VOCs完全生成CO2和H2O
，這些CO2和H2O就可以排人空氣
。
3.2催化燃燒法
催化燃燒法是在反應係統加入某種催化劑
，在催化劑的作用下
，使VOCs能夠完全反應
，生成CO2和H2O
，然後將它們排人到空氣中的方法
。這種催化劑的作用機理
，主要是可以降低VOCs的燃點
。
3.3生物法
生物過濾法處理VOCs
，這種有機廢氣
，主要是工業生產
、市政汙水
、汙泥處理的主要來源
。為了治理惡臭氣體
，提出了生物過濾法這種技術
，近年來
，隨著科學的發展
，發現這種處理方法對處理VOCs也有較好的效果
。
3.4吸附法
吸附法是利用具有微孔結構的吸附劑
，它的方法是利用這種吸附劑
，可以將空氣中的吸附質吸附在吸附劑的表麵上
，通過吸附劑的吸附將有機物從主體中分離
，這樣就可以處理有機廢氣
。
武漢welcome新2登錄環保——工程案例展示
武漢welcome新2登錄環保在VOCs廢氣治理領域擁有15年的實踐及研究經驗
；掌握核心專利技術共計39項
；在全國成功運營的案例多達500餘套
，更是行業內唯一VOCs吸附/精製全流程獨立完成企業
。
碳顆粒+氮氣脫附
所屬行業 ：化工
廢氣成分 ：苯
風量 ：≤200m³/hr
達標 ：排放濃度＜12mg/m³
碳纖維+氮氣脫附
所屬行業 ：電子
廢氣成分 ：甲苯 、乙醇
風量 ：13000m³/h
達標 ：甲苯濃度＜15㎎/m³ VOCs＜60㎎/m³
