活性炭吸附技术
活性炭吸附法
活性炭吸附法（废气预处理、工艺流程、处理要求及成本分析）当前我国VOCs排放涉及的行业广，且各行业排放的VOCs种类繁多、成分复杂，常见的有烃类、醇类、醚类、酯类等。
加油站、装修、餐饮、干洗、喷涂、化工等生产或使用有机溶剂的行业都会产生VOCs排放。
此外，VOCs治理技术体系复杂，涉及十多种技术及组合技术，一般一个环保治理企业只能掌握一种或几种技术。
今天分享的是目前工业VOCs治理的主流技术之一：活性炭吸附技术。
活性炭是应用最广泛的吸附剂，其生产和使用可以追溯到19世纪。
活性炭之所以被广泛使用主要是因其具有大量的微孔和中孔，且表面积巨大。
典型活性炭的孔径分布及其与其他吸附剂的比较如下图所示。
图源《吸附剂原理与应用》，[美]Ralph T.Yang著据了解，活性炭吸附技术是VOCs治理的主流技术之一，技术成熟、简单易行、治理成本低、适应范围广，在所有的治理技术中占有非常大的市场份额，在涂装、包装印刷、石油化工、化学品制造、医药化工和异味治理等领域都得到了广泛的应用。
但由于业内人员对活性炭的基本性能、活性炭吸附技术的适用范围和使用条件等缺乏规律性认识，在活性炭选型、工艺设计和净化装备设计中存在较大随意性，造成净化设备效率低，存在安全隐患，活性炭再生更换困难等问题。
市场上很多环保公司对活性炭吸附技术过于低估（简单误认为活性炭吸附技术无非就是简单的吸附—脱附）。
行业的种种不规范及工艺混乱，导致目前不少地方环保主管部门陷入了“闻炭色变”的误区。
满足当前国内VOCs污染实际治理工程的实际需要，正确引导行业规范活性炭在挥发性有机物（VOCs）净化中的应用，显得至关重要。
吸附法主要适用于低浓度气态污染物的吸附分离与净化，对于高浓度的有机气体，一般情况下首先需要经过冷凝等工艺进行“降浓”处理，然后再进行吸附净化。
对于“油气”等高浓度VOCs气体的净化，也可以采用吸附法（降压解吸再生），但对活性炭有一些特殊的要求。
活性炭吸附技术在水处理中的应用
溶剂中的溶解度和溶质与吸附剂之间的范德华力、化学键力和静电引力。
通常上，活性炭交互作用下是一个非常复杂的过程。
它是一种通过物理吸附、化学吸附、交换吸附、氧化、催化氧化和活性炭还原去除水中污染物的水处理方法。
3 活性炭在水处理方面的应用3.1 活性炭吸附法应用于吸附重金属离子活性炭对重金属离子的吸附除表面积大、孔道发达、空腔容量大外，还取决于活性炭表面的稳定性和可调节性，活性炭表面含氧和含氮官能团的存在可以改变重金属的化学性质。
因现代化工业不断的发展中，大量的重金属离子不断地从工业废水中分散出来，存有极大的安全隐患。
对此，利用活性炭的结构密度特点，可以不断地优化活性炭链接式的密度结构，从而加快对重金属离子的吸附、分解[3]。
近年来，多元化的行业不断新起，工业技术优化中不断产生重金属离子的废水。
活性炭身上有很多的化学、物理性质，可以有效地去除重金属离子，对其进行吸附。
且在重金属离子中六价铬的金属最多，其以各种不一样的形式存在于水中，其结构中所含的pH 值也是不同的。
而且，活性炭微孔结构可以很好地对重金属的阴离子进行吸附，从而改性重金属中含有的元素，使其表面吸附的负价铁、其他正价金属会发生交互作用，尤其是六价铬，会对铬产生化学吸附，从而去除水中的微量铬。
改性活性炭可用于电镀废水中铬的处理，吸附水可达到国家排放标准。
3.2 活性炭吸附法应用于吸附水中有机物活性炭对水中有机污染物具有良好的吸附能力。
活性炭的亲水性优于亲油性炭。
因此，活性炭对含油废水的吸附一般是采用其他方法吸附油脂，然后再用活性炭进行二次吸附。
用这种方法吸附后的废水含油量将降低到0.1～0.2mg/L 。
二是吸附含重金属离子的污水。
例如酚类化合物、苯类化合物、石油和石油产品等具有很强的吸附能力，还可以去除生物法pH 和其它化学法难以去除的有机污染物、除草剂、杀虫剂、农药等异味；亚甲基蓝表面活性剂、合成染料、含有胺类、合成洗涤剂及多元化合成的有机物同时也具备吸附能力，可有效去除水中杂质[4]。
科技成果——油品存储及装载过程油气活性炭吸附吸收回收技术
科技成果——油品存储及装载过程油气活性炭吸附吸收回收技术适用范围汽车、火车成品油/化工品装车，轮船成品油/化工品装船，罐区呼吸气治理技术原理利用活性炭吸附剂与烃分子的亲和作用吸附油气中的碳氢化合物，并采用真空再生法对活性炭进行再生，解吸出的碳氢化合物通过吸收剂喷淋吸收或进入低温冷凝器中冷凝液化后送回油品/化工品装置。
工艺流程油气回收系统主要由吸附塔、吸收塔和真空泵组成。
吸附塔内装填活性炭吸附剂，装载过程或储罐呼吸产生的油气进入吸附塔，其中的碳氢化合物被活性炭吸附，浓度降低至10g/m3以下（经过特殊设计可实现＜120mg/m3），净化后的气体排放到大气中；单个吸附塔工作周期为15-20分钟，吸附饱和后通过阀门对两个吸附塔进行切换；使用真空泵对吸附饱和的吸附塔进行真空再生，通过高真空破坏烃分子和活性炭颗粒间的分子水平粘合，进而将碳氢化合物从活性炭颗粒中释放出来，被释放的碳氢化合物从吸附塔底部流出送入吸收塔；吸收塔为正压填料塔，使用成品油做吸收剂，吸收剂从吸收塔上部进入，向下流过填料，将解吸的碳氢化合物溶解后送回储罐。
关键技术具有广泛适应性和特殊针对性的新型吸附剂。
工作温升小于10℃，有效保证系统安全；油气排放浓度小于10g/m3，优于国标25g/m3及北京市地标20g/m3的要求；基于变螺距干式螺杆真空泵的真空解吸技术。
无须乙二醇液封系统，适应油气回收特殊要求，结构简单、真空度高、噪音低、占地小、适应性强、能耗低，保证解吸过程中油气温度的有效控制；实现真空度和吸附量的组态化优化控制。
典型规模该技术油气回收处理规模100-20000m3/h。
应用情况该技术目前已应用于北京奥运环六环成品油输送管道全部五座油库以及燕山石化储运厂等油品储运项目，在运处理系统超过200余套，处理规模100-20000m3/h，运行时间最长达8年，排放浓度远低于《储油库大气污染物排放标准》（GB20950）要求的25g/m3，年减排VOCs近4万吨。
有机废气净化(溶剂回收)技术---活性炭纤维吸附回收技术d
有机废气净化（溶剂回收）技术---活性炭纤维吸附回收技术一、吸附原理吸附剂具有高度发达的孔隙构造，其中有一种被叫做毛细管的小孔，毛细管具有很强的吸附能力，同样发达的孔隙构造也意味着吸附剂有着很大的表面积，使气体（杂质）能与毛细管充分接触，从而被毛细管吸附。
当一个分子被毛细管吸附后，由于分子之间存在相互吸引力的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满毛细管为止。
必须指出的是，不是所有的微孔都能吸附有害气体，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，即只有当孔隙结构略大于有害气体分子的直径，能够让有害气体分子完全进入的情况下才能保证杂质被吸附到孔径中，过大或过小都不行。
所以需要通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的吸附剂，从而适用于各种杂质吸附的应用。
吸附剂在活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，吸附剂的孔隙的半径大小可分为：大孔半径>20000nm；过渡孔半径150～20000nm；微孔半径<150nm。
二、吸附剂活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常见的吸附剂、催化剂或催化剂载体。
活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维，但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生而被限制利用。
粒状活性碳（GAC-granular activated carbon）一般为直径在0.42 -0.85毫米之间的圆柱状颗粒，理论上讲粒状活性炭产品颗粒越小，接触空气面积就越大，比表面积也越大，吸附性能就越好，但是颗粒越小，粉碎制作过程中损耗也越大，粉尘也越多，成本也就越高，所以很多厂家为降低成本，使用大颗粒活性炭，性能当然不好，一般颗粒大小在0.5毫米左右的活性炭既达到了最佳性能，又确保不是粉末，没有污染。
GAC的孔结构一般是具有三分散态的孔分布，既具有按IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry）分类的孔径大于50nm的大孔，也有2.0～50nm的中孔（过渡孔）和小于2.0nm的微孔。
活性炭吸附技术及其在环境工程中的应用
活性炭吸附技术及其在环境工程中的应用摘要：在工业的不断发展背景下，环境污染越来越严重，大气污染与水体污染较为严重，这样不仅影响居民生活环境，还对人体造成极大的威胁。
活性炭有特别重要的特性就是吸附性，所以它能够通过炭之间的缝隙对周围空气进行吸附，也能对水和废气展开吸附能力。
本文通过对活性炭在环境工程中实践应用进行探讨，提出一些意见。
关键词：活性炭；环境工程；实践探讨引言人们最早发现的碳物质是一种具有吸附能力的木炭，在日后的实践中，各种各样人工制作的木炭吸附能力也很强，木炭不仅具有很强的稳定性，而且结构十分紧密，主要用于防毒面具，近年来，人们发现比木炭吸附能力更强的是活性炭。
文章针对活性炭在环境工程中实践应用进行更深入的研究与分析。
1.活性炭在水中应用近年来，水源中水的质量逐渐变的浑浊恶化，而采用常规的净水装置远远不能满足净化水质的要求。
所以需要增加水的深度净化装置，对水源进行更深层次的处理。
在污水处理中，活性炭处理的水不低于二级处理的水，其中净化水不仅有二级处理，还有化学处理、物化处理。
活性炭在吸附少量有机物时有较好的性能。
所以活性炭的吸附方法用在经过物化或生化处理后的水中比较明显。
活性炭可以按照形状进行分类，一种是粉末状活性炭，另外一种颗粒状活性炭。
粉末状活性炭以间接接触的方式对水的处理有重要作用。
比如溶液的精制褪去颜色和水处理等液相吸附。
而颗粒状活性炭也经常在水处理中应用。
在液相吸附过程中，颗粒状活性炭主要用在固定床和流动床等各种处理方式，这种方式不仅操作简单，能有效地减少面积，还不污染环境[2]。
1.1净化水的用途（1）除臭。
因为水质带有营养物质，最终导致微生物的不断繁殖，使得湖泊或者是水库中水源的管道常常会产生异味，并且会带来不同污染，使用活性炭不仅能有效地除去臭味，还是净化水中必不可少的步骤。
（2）去除着色物质。
铁锰化合物被认为是天然水着色的重要原因，在绝大数情况下，着色则是因为植物的分离引起的，而水的着色程度需要进行聚集在一起并且需达到残存的程度，使用活性炭就可以完全将着色物质去除。
一氧化碳吸附技术降低浓度
一氧化碳吸附技术降低浓度一氧化碳（CO）是一种无色、无味的有毒气体，常见于工业排放和家庭燃烧过程中。
高浓度的一氧化碳对人体健康造成严重影响，包括中毒甚至死亡。
因此，研究和应用一氧化碳吸附技术以降低浓度对环境和人体健康的影响变得至关重要。
一氧化碳吸附技术是一种通过吸附剂将一氧化碳分离并降低其浓度的方法。
吸附剂通常是多孔材料，具有较大的比表面积和吸附能力。
下面将介绍两种常见的一氧化碳吸附技术：活性炭吸附和金属有机骨架材料（MOF）吸附。
活性炭吸附是目前应用最广泛的一氧化碳吸附技术之一。
活性炭是一种碳质材料，具有极大的比表面积和微孔结构，能够有效吸附一氧化碳分子。
在吸附过程中，一氧化碳分子通过物理吸附作用与活性炭表面相互作用，从而被固定下来。
活性炭吸附技术具有吸附效率高、操作简便等优点，但由于活性炭吸附饱和后需要再生，可循环使用的寿命受到限制。
金属有机骨架材料（MOF）是一种新型的吸附材料，具有多孔结构和可调控的化学组成。
MOF材料的孔隙大小和化学环境可以通过设计和合成进行调节，以适应不同的吸附需求。
对于一氧化碳吸附来说，MOF材料具有相对较高的吸附能力和选择性。
研究人员通过对MOF 结构的调控，可改变其孔隙大小和表面性质，从而增强其对一氧化碳的吸附能力。
MOF吸附技术为一氧化碳的降低提供了新的途径。
除了以上介绍的两种吸附技术，还有其他一氧化碳吸附技术值得关注。
例如，氧化锌纳米颗粒吸附技术，通过纳米颗粒的吸附作用将一氧化碳分离出来。
此外，聚合物基吸附材料和碳纳米管吸附技术也在不断研究和发展中。
总结起来，一氧化碳吸附技术是通过吸附剂将一氧化碳分离并降低其浓度的方法。
不同的吸附剂具有不同的特点和应用范围，活性炭和MOF是目前应用较为广泛的两种吸附技术。
随着科技的进步和研究的深入，我们可以期待一氧化碳吸附技术在环境保护和人体健康方面发挥更大的作用。
各种活性炭主要技术指标
各种活性炭主要技术指标活性炭是一种以炭素为主要成分，并具有高比表面积和多孔结构的材料。
它具有广泛的应用领域，如污水处理、空气净化、催化剂载体等。
不同用途的活性炭在生产过程中，会根据具体需求制定相应的技术指标。
以下是几种常见的活性炭技术指标：1.比表面积：活性炭的比表面积是指单位质量活性炭的表面积。
比表面积越大，活性炭的吸附能力就越强。
常用的测试方法有氮气吸附法和乙烯吸附法等。
通常来说，优质的活性炭比表面积可达到几百至几千平方米/克。
2. 孔体积：活性炭的孔体积是指单位质量活性炭所含的总孔体积。
孔体积主要包括微孔体积和介孔体积。
微孔体积是指孔径小于2nm的孔体积，而介孔体积则是指孔径大于2nm的孔体积。
3.孔径分布：活性炭的孔径分布是指孔径大小的分布情况。
通常分为微孔、介孔和宏孔。
微孔主要用于吸附小分子物质，介孔主要用于吸附中等分子物质，宏孔主要用于吸附大分子物质。
4.吸附性能：活性炭的吸附性能是指活性炭对特定物质的吸附能力。
常见的包括水分的吸附性能、气体的吸附性能等。
5.灼烧损失：活性炭在高温下的重量损失称为灼烧损失，也叫灼烧残渣。
它是衡量活性炭质量稳定性的重要参数，一般要求灼烧损失在5%以下。
6.堆密度：活性炭在一定条件下所具有的实际体积与其质量之比称为活性炭堆密度。
堆密度反映活性炭的填充性能，对活性炭床的固定和操作具有重要意义。
7.pH值：活性炭的pH值是指活性炭与水接触时，溶液的酸碱程度。
pH值可以影响活性炭的表面电荷性质，进而影响其吸附性能。
8.饱和容量：活性炭的饱和容量是指单位质量活性炭能吸附的溶液中其中一种特定物质的最大量。
饱和容量决定了活性炭的吸附效率和使用寿命。
除了上述技术指标外，活性炭的制备方法、粉末与颗粒、颗粒大小分布等都会对活性炭的性能产生重要影响。
不同用途的活性炭会根据具体需求调整这些技术指标，以满足不同的工程要求。
挥发性有机物 (VOCS )活性炭吸附回收技术综述
摘要：随着我国经济建设的发展各类有机溶剂的应用越来越广有机废气的排放量也随之逐年增加其所带来的空气污染等环境问题已经引起全世界的关注。
过去研究人员主要致力于开发高效的VOCS控制技术。
随着我国建立可持续社会目标的提出越来越多的人开始关注经济有效的VOCS回收方法。
本文重点介绍了活性炭吸附回收VOCS的工艺现状和研究进展并预测了VOCS分离回收技术的发展趋势。
石油加工、工业溶剂生产、化工产品生产以及有机物料的储运等过程都会产生挥发性有机物VOCS。
VOCS种类繁多多数有毒危害人类健康 ;参与形成光化学烟雾和气溶胶污染环境 ;卤代烃类有机物可以破坏臭氧层。
VOCS污染问题已经引起世界的高度重视美、日、欧盟多年前即执行了严格的VOCS排放标准中国作为发展中国家目前首要考虑的是解决VOCS污染问题对于VOCS的回收关注不多。
但是若能经济有效地回收VOCS 特别是高浓度、高价值的VOCS 具有环境、健康、经济三种效益对于推动我国循环经济的发展和社会可持续发展意义重大。
以油品为例我国每年蒸发损失的轻质油约 4.7 ×105 t 如果进行油气回收可以减少损失约4.35 ×105t 其价值约合人民币2 ×109 元[ 1] 。
可以预计未来几年 VOCS的回收将越来越受重视。
目前 VOCS的回收方法主要有：吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法通常将吸附与冷凝法连用吸附剂首选活性炭因为活性炭具有吸附能力强耐酸碱、耐热原料充足、易再生的优点一般流程为：吸附、脱附、冷凝回收。
1 活性炭吸附 VOCS1.1 活性炭吸附 VOCS的工艺活性炭吸附工艺包括变压吸附 (PSA)、变温吸附 (TAS)以及两者的联用 TPSA三种。
变压吸附是近 50年发展起来的气体分离、净化与提纯技术是恒温或无热源的吸附分离过程利用吸附等温线斜率的变化和弯曲度的大小改变系统压力使吸附质吸附和脱附。
按照操作方式的不同变压吸附可以分为平衡分离型与速度分离型两类分别根据气体在吸附剂上平衡吸附性能的差异和吸附剂对各组分吸附速率的差别来实现气体分离。
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活性炭吸附技术
活性炭吸附技术是一种利用活性炭对有害气体、液体等物质进行吸附去除的技术。
随着环保意识的增强，活性炭吸附技术被广泛应用于工业废气处理、饮用水净化、空气净化等领域。
本文将围绕活性炭吸附技术的原理、应用场景、优点与不足等方面进行探讨。
一、活性炭吸附技术原理
活性炭是由木质材料、煤炭等原料经过一系列物理化学反应制成的一种多孔材料。
其物理性能优异，具有极大的比表面积和孔隙度，因此可以吸附各种有机物、无机物、气味等物质。
其原理主要包括两方面：
1、分子吸附原理：活性炭的表面具有许多微孔和介孔，这些孔洞大小比分子小，因此分子可以被吸附和集中在表面，从而实现物质的去除。
2、物理吸附原理：活性炭的物理结构和化学性质使其可以通过物理吸附的方
式去除有害气体，这是一种简单、高效的去除方式，且可以在不影响环境的情况下，对物质进行去除。
二、活性炭吸附技术的应用场景
1、工业废气处理：工业化发展过程中，废气的排放问题逐渐凸显，严重影响
着环境的生态和人们的健康。
活性炭吸附技术可以对污染气体进行高效去除，尤其是对有机物、甲醛等难以处理的有害气体有较好的去除效果。
目前，活性炭吸附技术已被广泛应用于印刷、橡胶、涂料等行业。
2、饮用水净化：随着城市化进程的加快，水源污染问题逐渐被人们所关注。
活性炭吸附技术可以排除水中异味、有机物、重金属等有害物质，提高水质的安全性和卫生性。
特别是在应对地下水污染、水源保护等方面，活性炭吸附技术都能够取得良好的效果。
3、空气净化：近年来，霾、烟雾，PM2.5等空气污染已成为严重的健康问题。
活性炭吸附技术可以对空气中的有害气体和颗粒物进行去除，如释放毒气、甲醛等，净化空气质量，保障人们的健康。
三、活性炭吸附技术的优点与不足
1、优点：
（1）特异性较强：活性炭可以吸附多种物质，所吸附物质具有特异性，避免
了化学药剂对环境造成的影响。
（2）环保性好：活性炭吸附可以避免废气的二次污染，并可以回收和利用。
（3）操作简单、费用低：相对于传统的化学处理技术，活性炭吸附技术具有
简单、方便的特点，并且费用相对较低。
（4）可重复使用：活性炭可以多次使用，具有循环利用的效果，得到了广泛
的应用。
2、不足：
（1）吸附性能受硬度影响：活性炭的硬度直接影响其细孔的稳定性，其吸附
性能会受到影响。
（2）孔径分布不均匀：活性炭的孔径分布不均匀，导致其多孔性质的局限性
和单孔容积的限制。
（3）易受温度、湿度影响：活性炭吸附性能会受到温度、湿度等外部环境因
素影响，会导致吸附量和吸附速度的变化。
四、结语
活性炭吸附技术是一种环境友好型的处理技术，具有特异性强、环保性好、操
作简单等优点。
在工业废气处理、饮用水净化、空气净化等应用领域均能发挥其特
殊的作用。
但是同时，其也存在吸附性能受硬度影响、孔径分布不均匀等缺陷。
未来，需更多的研究和创新，进一步提高活性炭吸附技术的吸附速率和吸附效率，推动其更广泛的应用。