景德镇市京航活性炭有限公司面向果洛地区用户推荐废气处理活性炭。
VOCs的污染防治工作逐渐向精细化、规范化的方向发展,除了更加重视源头替代以外,废气的收集和预处理技术越来越受到重视,末端治理技术也越来越规范。
废气收集技术:随着《挥发性有机物无组织排放标准》和《行业挥发性有机物综合治理方案》的发布,加强生产工艺过程控制、强化废气收集以降低无组织排放成为实现VOCs减排的一个重要方面。企业越来越重视废气收集技术的研发积累,包括集风方式、收集系统设计、集气罩选型等。
废气预处理技术:
废气预处理的好坏将直接影响到末端治理的效果。多级干式过滤技术、喷淋吸收技术、冷凝降温除湿技术等废气预处理技术不断发展,其它如除漆雾、除焦油等净化技术成为企业发展的核心技术之一。
三箱式活性炭吸附脱附+RCO催化燃烧设备安装在化工厂区
末端治理技术:吸附、焚烧、催化燃烧和生物净化等传统的治理技术依然是VOCs治理的主流技术。
为克服单一技术的局限性,针对不同条件一般需采用多技术耦合工艺,如吸附浓缩+催化燃烧、吸附浓缩+高温焚烧、吸附浓缩+吸收、低温等离子体降解+吸收等。
不论何种技术,均有一定的适用条件,需要根据技术经济可行性合理选择,并重视各类技术的科学规范应用。
活性炭吸附法
活性炭吸附是将有机废气由排气风机送人吸附床,有机废气在吸附床被活性炭吸附剂吸附而使气体得到净化,净化后的气体排向大气即完成净化过程。
工艺流程图如下:
优点:吸附率高,运行能耗低,费用成本低,安全可靠,适用于有爆炸的危险场所,吸附剂可以回收,节能环保。
缺点:不耐高温,在湿润的条件下不能保持很好的吸附能力;易燃,较快达到饱和吸附而失去效用;产生二次固体或液体污染物。
7生物法
生物法是微生物将有机成分作为碳源和能源,并将其分解为CO2和H2O过程的一种方法。
工艺流程:
优点:设备简单、投资少、运行费用低、无二次污染,处理VOCs废气效果理想。
缺点:反应装置占地面积大、反应时间较长。
活性炭吸附塔的工作原理:
因为活性炭表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力,因此活性炭与气体接触时,就能吸引有机废气分子,使其浓聚并保持在活性炭表面,有机废气分子从而被吸附,有机废气经过滤后,实现达标排放,经过活性炭吸附浓缩后的高浓度废气,进入催化燃烧系统,进行脱附,实现循环使用(单单只靠活性炭吸附塔,是达不到排放标准的)
某工厂工程案例实景
活性炭吸附塔的优化与建议:
活性炭吸附塔在使用过程,因为炭的吸收会出现饱和状态,饱和状态下的炭,就不会再吸收有机废气,那么势必会产生固废;活性炭吸附塔在处理废气时,要通过当前的环境保护条例,就与其他工艺相互结合、搭配;当活性炭吸附塔与催化燃烧设备相互搭配下,能够将饱和状态的活性炭进行脱附,达到循环使用,减少固废产生。
某工厂工程案例实景
活性炭吸附塔的应用范围:
广泛用于喷涂、食品加工、印刷电路板、半导体制造、化工、电子、制皮业、乳胶制皮业、造纸、家具厂等行业均可使用。
在废气净化设施中,活性炭发挥着无可替代的重要作用。当前活性炭应用情况、废气处理效果究竟如何?曾有环保组织对某地部分企业废气处理设施中的活性炭进行取样检测,发现碘值(衡量活性炭吸附力高低的重要指标)800以上、灰分小于15%的活性炭仅占1/3左右。笔者在调研中也发现,由于市场上活性炭质量鱼龙混杂,导致部分废气净化设施不能很好运行,废气净化效果大打折扣,亟待重视和整治。
活性炭质量良莠不齐,对于削减污染物排放量影响明显,究其原因,主要有三方面。一是不少企业对活性炭相关知识掌握甚少,个别企业甚至不知道活性炭的碘值、灰度是什么概念。加之企业内部安环和采购是两个立的部门,从降低成本角度考量,通常选择价格低廉的活性炭。而在活性炭市场上,价格从每吨三四千元到一万四五千元不等。价格高低不同,活性炭的碘值自然也有着显著的差异。
二是环境影响评价报告书中往往只要求废气达标排放,缺少过程管理要求,导致部分废气处理设施设计和施工公司存在弄虚作假行为。他们通过装配大功率风机,增大风量,调高风速,对废气倍量稀释。即便在活性炭吸附箱内装填劣质活性炭,但排风口废气仍然能够检测达标,但实际上废气中的污染物并未有效去除。
三是对于活性炭的更换,通常没有具体可行的要求,致使企业只关注活性炭吸附箱内有没有活性炭,而对于活性炭何时更新、更换量是多少,均存在较大的随意性。笔者在调研中发现,个别汽修厂的废气处理设施已使用三四年了,但活性炭吸附箱从来没有打开过,更谈不上更新活性炭了。
废气处理设施绝非企业的装饰品。因此,绝不能容许低碘值高灰分的活性炭滥竽充数,做做样子。
也有人会认为:只要废气达标排放了,有必要过多关注活性炭的品质吗?这种观点看似结果导向,无可厚非,实则不然。笔者调查发现,低效活性炭可以废气短时间内达标排放,但由于其碘值偏低、吸附能力弱,很容易吸附饱和,因此污染物去除的持续性和实效性较差,甚至会出现无效运行状态。尤其对于风量大、污染物浓度接近排放限值的废气,劣质活性炭也许能废气勉强达标排放,但污染物去除率微不足道,偏离了依托废气处理设施减少污染物排放总量的初衷。
进一步加强活性炭使用过程管理,确保活性炭在废气净化过程中切实发挥作用。
一方面,建议对活性炭使用实施等级管理。根据活性炭碘值、灰分等要素,建议相关部门对活性炭划定明确的等级标准,为今后依法监管提供更加便利的基础条件。在此基础上,要根据污染物类别、废气处理工艺和设施类型以及进风口污染物浓度、风量、风速等,在环境影响评价报告书或废气处理设施建设改造方案中,明确活性炭使用的低等级标准。根据活性炭碘值高低,测算废气处理设施开启时长,限定废气处理设施中活性炭的更换周期。对于劣质活性炭,要通过科学测算,确定相对较短的更换周期,保障污染物去除率。
另一方面,建议对活性炭执法检查开展试点。当前碘值检测相对复杂,而且费用相对较高,不利于环境执法现场抽样检测。对此,笔者建议研究更为便捷的活性炭碘值检测现场执法设备与执法规范,确保在短时间内定量分析出活性炭的类别。对于活性炭更换问题,在检查更换记录的同时,查看企业购买活性炭的发票,因此企业要加强台账资料管理,以备检查。同时,活性炭吸附箱的进风口和出风口要配备压力表,根据箱内风力压差初步判定活性炭吸附饱和情况。为了推动活性炭规范化使用,建议选择经济相对发达、产业种类较为的地区,授权开展活性炭规范化使用专项执法检查试点,严防因为活性炭品质差、更换不及时,造成废气处理设施实际运行效率低下等现象。
活性炭吸附脱附催化燃烧设备特点
1、采用催化燃烧工艺净化有机废气,可同时去除多种有机污染物,具有工艺流程简单、设备紧凑、运行可靠等优点;
2、采用电加热/燃油(气)加热启动,具有方便、运行费用低的优点;
3、工艺具有多重保护措施,确保系统的运行;
4、整个过程无废水产生,净化过程不产生二次污染;
5、具有净化,一般均可达97%以上;
6、本工艺和设备可广泛用于各行业中产生的高浓度有机废气的净化处理,可处理的有机物质种类包括苯类、酮类、酯类、醇类、醛类、醚类和烷烃类等。
吸附成本分析
为方便操作,活性炭饱和期限定为一个月,按每天8小时工作制,减去4个星期天,则总时间为208小时。
假设:废气总流量Q=10000m3/h
污染物甲苯的质量流量为m=10000m3/h×2×10-5=0.2kg/h
则一个饱和期内所需吸附的甲苯量为:m1=208×0.2=51.6(kg)
所需活性炭量为:M≈0.14吨
按上述公式,活性炭吸附装置所需的活性炭用量如下:Q为废气处理总流量
1、Q=20000m3/h 约0.28吨活性炭
2、Q=30000m3/h 约0.4吨活性炭
3、Q=40000m3/h 约0.56吨活性炭
4、Q=50000m3/h 约0.7吨活性炭
5、Q=60000m3/h 约0.84吨活性炭
6、Q=70000m3/h 约0.98吨活性炭
7、Q=80000m3/h 约1.12吨活性炭
按一个月(208小时)运行计算,每吨中等品质的活性炭以6000元/吨计,则活性炭吸附装置的运行费用为:
1、Q=20000m3/h 0.28×6000=1680元
2、Q=30000m3/h 0.4×6000=2400元
3、Q=40000m3/h 0.56×6000=3360元
4、Q=50000m3/h 0.7×6000=4200元
5、Q=60000m3/h 0.84×6000=5040元
6、Q=70000m3/h 0.98×6000=5880元
7、Q=80000m3/h 1.12×6000=6720元
活性炭吸附工艺是一种传统的治理工艺,其因为投资小、处理效果稳定而被广泛应用。在使用过程当中需要注意的是废旧活性炭属于危险固体废物,应交由有资质的第三方公司回收处理。有机废气处理的治理工艺还有很多种,应从使用的实际情况出发,选用合理的工艺,以有良好的处理效果。
活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置作为一种VOCs深度处理新技术能够满足现行排放要求。
优点:
该项技术净化设备结构简单、投资成本低、运营维护较方便,特别是针对中低浓度的VOCs有较高的净化效率。
缺点:
由于活性炭吸附容量有限、用于吸附的填料需定期更换,且更换周期相对较短,导致运行成本较高。
活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置主要由干式预过滤器、活性炭吸附箱、RCO催化燃烧室、脱附风机系统、进出风管道及阀门控制组构成。
废气净化过程
通过对现场生产设施的分析与测量,针对该喷漆生产线设计采用活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置净化喷漆VOCs有机废气,漆雾采用2级预处理净化,即采用喷漆车间地沟铺设漆雾过滤折板纸+漆雾过滤棉进行无尘处理。RCO催化氧化装置选用铂金贵金属催化剂,为了使温控准确,采用电加热方式提供热源。
影响因素与对策
1、颗粒物浓度。当喷漆废气中含有较多颗粒物时,该工艺对预过滤材料、过滤面积、更换周期都有较高要求,确保进入活性炭吸附浓缩段内颗粒物几乎被清除,才能活性炭吸附性能不受影响。一般采用喷淋塔配合干式过滤棉进行预处理。
2、进口温度。当喷漆废气混入烘干等高温废气时,活性炭吸附浓缩——RCO催化氧化装置需考虑降温措施,进入活性炭吸附浓缩段废气温度低于40℃,温度过高将直接影响活性炭填料的吸附性能,一般可采用水冷或风冷降温措施。
3、催化氧化床温度。催化氧化床温度宜控制在350~400℃,温度过低VOCs催化氧化反应不,温度过高则能耗较大,运行费用过高。为较高的净化效率及较低的能耗,可采用热交换器进行换热节能。
近些年来,我国的环境污染问题越发严重,活性炭作为一种吸附能力的无定形碳,在环境污染问题的处理上起到了很大的作用,活性炭也有很多种类,不同种类的活性炭都有不同的使用领域。
果壳活性炭
工业发展过快造成了环境污染的加重,皮革厂、造漆厂等各式各样的工厂变得越来越多,而它们排出的气体里则含有各种有机溶剂、无机及有机硫化物、烃类、氯气、油、汞及其他对环境有害的成分。
气相吸附中常使用果壳活性炭,通常是让气流通过果壳活性炭层进行吸附。根据吸附装置中椰壳活性炭层所处状态的不同,吸附层有固定层、移动层和流动层几种。但是,在电冰霜和汽车内的脱臭器之类小型吸附器中,依靠气体的对流和扩散进行吸附。
果壳活性炭作用
除此以外,果壳活性炭有空气净化功能,活性炭可以营造舒适清净环境,活性炭更呵护人体健康,活性碳是看不到的空气过滤网,活性炭是以其物理吸附和化学分解相结合的功能,分解空气中的甲醛、氨、苯、油烟等有害气体及各种异味,尤其是致癌的芳香类物质,活性碳具有的吸附能力。
果壳活性炭处理废气