活性炭吸附塔操作及结构

恒尔森活性炭吸附塔

一、研发背景

近几十年来，我国大大小小的化工企业如雨后春笋般快速兴起,而大量来自各个行业所排放的化工废气、含氟废气、气态碳氢化合物、恶臭气体等有工业机废气也随之源源不断地排放到了大气中,加之环保投资捉襟见肘,导致了大气环境质量日益下降。

现代工业的进步带动了我国经济的高速发展,但与此同时也严重破坏了我们的生存环境，给我们的生活蒙上一层阴影,甚至严重损害了我们的身体健康。

比如在合成橡胶、油漆、染料、合成纤维、石油、药品和纤维素等化工产品生产及加工过程中排放的气体中含有包括甲苯、二甲苯、乙醇、丁醇、异丙醇、丁醇、丁酯、乙酯等在内的大量有害物质，这些物质大多以化合物形态漂浮在空气中，既污染了车间的工作环境，又可通过呼吸道侵入到人的肝、肺、心血管及血液中，导致许多职业病的出现。如：肺癌、哮喘、湿疹、支气管炎、皮肤过敏、呼吸道感染等等，重者甚至会使中枢神经紊乱，消化系统遭到破坏，由此并发症而衰竭死亡。

可见有机废气的污染危害之大、之重。现如今随着国家和人们对环保的日渐重视，有机废气的治理力度也正在不断加大。

比如为贯彻国家环境保护法和国家大气污染防治法等法律法规，加强挥发性有机化合物（VolatileOrganicCompounds，简称VOCs）污染排放控制，改善区域大气环境质量，促进印刷行业工艺和污染治理技术的进步，广东省于2010年制定并实施了《印刷行业挥发性有机化合物排放标准》。对印刷油墨VOCs含量限值、排气筒VOCs排放限值以及无组织排放监控点VOCs浓度限值等有机废气排放指标均做出了明确规定，如表所示：

由于有机废气一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有机溶剂、处理难度大的特点。因此在处理时普遍采用活性炭吸附法、催化燃烧法、催化氧化法、酸碱中和法、冷凝法、直接燃烧法、吸收液吸收法等。

目前,多数采用活性炭吸附法,其去除效率高，应用广泛，具有能耗低、工艺成熟、去除率高、净化彻底、易于推广等优点,有很好的环境和经济效益。主要用于低浓度,高通量可挥法性有机物(VOCs)的处理。

与其他废气治理方法对比

针对有机废气治理难度大的特点，我公司自主开发了净化效率高、操作管理简单、使用寿命长的酸、碱性废气净化工艺设备——活性炭吸附塔。该工艺与产品具有结构简单、比表面积大、能耗低、净化效率高（90%以上）、适用范围广等特点，能有效去除苯类、酚类、醇类、醚类、酊类等有机废气和臭味以及氯化氢气体（HCl）、氟化氢气体（HF）、氨气（NH3）、硫酸雾（H2SO4）、铬酸雾（CrO3）、氰氢酸气体（HCN）、碱蒸气（NaOH）、硫化氢气体（H2S）、福尔马林（HCHO）等酸性和碱性气体，还可用于各种水煤气、焦炉气、天然气、烟道气体中的各种硫化物的净化及苯、甲苯、二甲苯、醚、乙醇、丙酮、汽油、三氯丙烷和四氯化碳等有机溶剂回收处理及装填各种防毒面具等滤毒器材等，尤其适用于大风量中高浓度有机废气的净化处理，是一种高效率且经济实用的有机废气净化与治理设备。在电子、化工、轻工、橡胶、机械、船舶、汽车、石油等行业均得到了广泛的应用。

二、工作原理

(一)物理吸附净化原理

物理吸附主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中，决定吸附法处理VOCs的关键是吸附剂，吸附剂应具有密集的细孔结构、内表面积大、吸附性能好、化学性质稳定、不易破碎以及对空气阻力小等性能，常用的有活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等。

活性炭有粒状和纤维状两类。颗粒状活性炭结构气孔均匀,除小孔外，还有10～100nm的中孔和1.5～5um的大孔，处理气体从外向内扩散，吸附脱附都较慢；而纤维活性炭孔径分布均匀，孔径小且绝大多数是1.5～3nm的微孔,由于小孔都向外,气体扩散距离短,因而吸附脱附快。经过氧化铁或氢氧化钠或臭氧处理的活性炭往往具有更好的吸附性能。

由于活性炭吸附剂表面存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当此固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，此现象称为吸附。利用固体表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性固体物质相接触，废气中的污染物被吸附在固体表面上，使其与气体混合物分离，达到净化目的。

我司设计制造的活性碳吸附塔，正是利用了高性能活性碳吸附剂固体本身的表面作用力，将有机废气分子之吸附质吸引附着在吸附剂表面，从而对有机废气加以净化，实现达标排放。

(二)化学吸附除臭原理

除了物理吸附外，化学反应也经常发生在活性炭的表面，活性炭不仅含碳，而且在其表面含有少量的化学结合，功能团形式的氧和氮，例如羟基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应，从而与被吸附物质结合聚集。