活性炭吸附箱，是目前處理 VOCs 很常見的方法，特別適用于處理低濃度的 VOCs。東莞啟綠環(huán)保公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的活性炭吸附設(shè)備，是處理有機(jī)廢氣、臭味氣體、異味氣體、惡臭氣體，凈化效果好、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的廢氣凈化設(shè)備。與其他 VOCs 治理技術(shù)相比，活性炭吸附箱能選擇性地分離其他過(guò)程難以分開的混合物，對(duì)低濃度有毒有害物質(zhì)去除效率高，操作簡(jiǎn)便，無(wú)二次污染，并且經(jīng)過(guò)處理后可以達(dá)到有機(jī)溶劑回收、吸附劑循環(huán)使用的目的。

  活性炭吸附箱，孔徑分布廣，微孔發(fā)達(dá)，吸附過(guò)程快，能夠吸附分子大小不同的物質(zhì)，對(duì)苯類、乙酸乙酯、氯仿等 VOCs 的吸附回收非常有效。非極性、疏水性的表面特性，使它對(duì)非極性物質(zhì)的吸附有較好的選擇性，并且活性炭原料廉價(jià)充足，制備工藝簡(jiǎn)單，易脫附再生，基于此，活性炭已被廣泛用作吸附劑來(lái)處理低濃度、較大風(fēng)量的中等相對(duì)分子質(zhì)量(通常約為 45～130)的 VOCs。材質(zhì)可采用碳鋼和304不銹鋼制作，其他結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)需要定制。常用填充活性炭為椰殼及煤質(zhì)活性炭，箱體內(nèi)部進(jìn)行了防腐蝕處理。

  QL系列活性炭吸附箱設(shè)備產(chǎn)品特點(diǎn)：

  ①.活性炭吸附單元在設(shè)備箱體內(nèi)分層抽屜式安裝，能夠非常方便從兩側(cè)的檢查門取出。

  ②.檢查門開啟方便、密封嚴(yán)密?？梢苑謩e打開，單獨(dú)取下。

  ③.基架用槽鋼制作。堅(jiān)固的基架可以保證設(shè)備安裝和運(yùn)輸?shù)囊蟆?br />
  ④.進(jìn)(出)氣口是法蘭式接口，可以連接風(fēng)管?？梢愿鶕?jù)實(shí)際要求安排尺寸、位置、方向。例設(shè)箱體頂部或側(cè)面。

  ⑤.含塵有機(jī)廢氣需經(jīng)預(yù)處理設(shè)備后方可進(jìn)入活性炭吸附器凈化達(dá)標(biāo)排放。

  ⑥.活性炭吸附設(shè)備可根據(jù)不同的廢氣性質(zhì)選用不同材質(zhì)：主體可選用不銹鋼、炭鋼、鍍鋅板、PP板等。

  隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生大量工業(yè)有機(jī)廢氣排放，使得大氣環(huán)境質(zhì)量下降，給人體健康帶來(lái)嚴(yán)重危害，因此需要加大對(duì)有機(jī)廢氣的處理。目前對(duì)于VOCs的治理已經(jīng)開發(fā)出一些比較有成效的技術(shù)，如采用比較多的活性炭吸附法，還有其它生物膜法、等離子體分解法等等。相對(duì)來(lái)說(shuō)，活性炭吸附法的應(yīng)用比較廣發(fā)，具有能耗低、工藝成熟、去除率高、凈化完全、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。缺點(diǎn)是主要用于低濃度、大風(fēng)量的VOCs處理。

  VOCs治理活性炭吸附的優(yōu)點(diǎn)

  1 活性炭吸附的優(yōu)點(diǎn)及其在VOCs 治理中的應(yīng)用活性炭微孔結(jié)構(gòu)高度發(fā)達(dá)，使它具有很大的比表面積，由表面效應(yīng)所產(chǎn)生的吸附作用是活性炭吸附明顯的特征之一。活性炭吸附主要有以下特點(diǎn)：

  (1)活性炭是非極性的吸附劑，能選擇吸附非極性物質(zhì);

  (2)活性炭是疏水性的吸附劑，在有水或水蒸氣存在的情況下仍能發(fā)揮作用;

  (3)活性炭孔徑分布廣，能夠吸附分子大小不同的物質(zhì);

  (4)活性炭具有一定的催化能力;

  (5)活性炭的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性優(yōu)于硅膠等其他吸附劑?；钚蕴课椒ㄟm用于大風(fēng)量、低濃度、溫度不高的有機(jī)廢氣治理。此法工藝成熟，效果可靠，易于回收有機(jī)溶劑，因此被廣泛地應(yīng)用于化工、噴漆、印刷、輕工等行業(yè)的有機(jī)廢氣治理，尤其是苯類、酮類的處理。王淑勤等利用亞硫酸氫鈉和碳酸鈉改性的活性炭對(duì)室內(nèi)空氣污染中甲醛進(jìn)行了治理研究，考察了顆粒活性炭、粉末活性炭、改性活性炭對(duì)甲醛去除率的影響，測(cè)試了改性活性炭的平衡吸附量，吸附穿透時(shí)間。結(jié)果表明，亞硫酸氫鈉和碳酸鈉改性的活性炭對(duì)甲醛的去除率為 60 %，動(dòng)態(tài)治理后能夠達(dá)到國(guó)家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

  2 活性炭吸附揮發(fā)性有機(jī)氣體的影響因素

  2.1 活性炭孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)VOCs 吸附的影響孔隙結(jié)構(gòu)是指孔隙容積、孔徑分布、表面積和孔的形狀。按照杜比寧(Dubinin)的分類，孔的半徑(r) <2 nm 的叫微孔， 2 nm100 nm 的叫大孔。不同孔徑的孔具有不同的吸附機(jī)理：微孔吸附主要符合容積填充理論;過(guò)渡孔吸附時(shí)除單分子層和多分子層吸附外，主要通過(guò)毛細(xì)凝聚機(jī)理產(chǎn)生容積填充;大孔多數(shù)發(fā)生多分子層吸附，很有代表性的是BET 理論。從吸附理論可以看出，活性炭的孔徑要和吸附質(zhì)的分子或離子的幾何大小相匹配才能有效利用。湯進(jìn)華等通過(guò)對(duì)不同比表面積和孔結(jié)構(gòu)的活性炭進(jìn)行甲醛吸附的研究，重量法測(cè)量活性炭對(duì)甲醛氣體的飽和吸附量，比較各種活性炭和改性活性炭的吸附效果。實(shí)驗(yàn)表明，活性炭對(duì)甲醛分子的吸附與其孔結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)密切相關(guān)，微孔比表面積大吸附效果明顯，中孔比表面積大達(dá)到吸附平衡的時(shí)間短。

  2.2 活性炭的活化技術(shù)對(duì)VOCs 吸附的影響活性炭的活化技術(shù)主要分為物理活化以及化學(xué)活化。物理活化是利用活性氣體在較高溫度下進(jìn)行的炭的弱氧化作用，使半焦孔徑疏通，進(jìn)而擴(kuò)大發(fā)展，由于水蒸氣價(jià)廉易得，所以經(jīng)常使用水蒸氣來(lái)活化活性炭。鑫森有機(jī)氣體專用活性碳：、比表面積大，有效吸附量高。由于同樣重量的鑫森活性炭的表面積是煤質(zhì)活性炭顆粒的近十倍，所以需要填充的鑫森活性炭的重量非常小，然而吸附效率卻非常高，根據(jù)所處理廢氣的有機(jī)氣體含量和其它物理特性的不同，吸附效率在85%至98%之間，多級(jí)吸附工藝可以達(dá)到99.99%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通活性碳顆粒吸附法的吸附率88%，而且體積及總重量也都很小。b、吸附﹑脫附行程短，速度快;脫附﹑再生耗能低。鑫森活性炭對(duì)有機(jī)氣體吸附量比普通顆粒狀活性炭(GAC)大幾倍至幾十倍，對(duì)無(wú)機(jī)氣體也有很好的吸附能力，并能保持較高的吸附脫附速度和較長(zhǎng)的使用壽命。如用 水蒸氣加熱10-30分鐘，即可完全脫附，耐熱性能好，在惰性氣體中耐高溫以上，在空氣中著火點(diǎn)達(dá)以上。c、形狀可變，使用方便。有柱狀，球形顆粒，所以更換起來(lái)非常方便，不會(huì)對(duì)人體造成任何危害。d、可根據(jù)需要生產(chǎn)出具有特殊性能的專用活性炭;強(qiáng)度好，不會(huì)造成二次污染。

  活性炭的化學(xué)活化法是把一些化學(xué)藥品混進(jìn)或浸漬進(jìn)活性炭中，然后在一定溫度下活化，以對(duì)活性炭表面進(jìn)行改性。目前使用較多的是硝酸及其鹽類，擔(dān)載金屬以銅為主?；钚蕴康逆I結(jié)構(gòu)、炭結(jié)構(gòu)中的雜原子、表面官能團(tuán)以及灰分中的微量金屬或非金屬元素都對(duì)吸附有顯著的影響。一般認(rèn)為，當(dāng)活性炭表明形成堿性氧化物時(shí)，活性炭更易于吸附酸性化合物;當(dāng)表面形成酸性化合物時(shí)，則有利于堿性化合物的吸附。 R.R.Bansod 等利用核桃殼狀活性炭和杏仁殼狀活性炭對(duì)二氯甲烷、苯、四氯化碳、1,1,1-三氯甲烷、氯仿和1,1-二氯甲烷進(jìn)行吸附處理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)由水蒸氣或CO2 活化的核桃殼活性炭比杏仁殼狀活性炭和由磷酸活化的核桃殼活性炭有著更強(qiáng)的吸附能力。這表明活性炭的制作材料和過(guò)程是影響活性炭吸附能力的重要因素。由水蒸氣或磷酸活化的核桃殼狀活性炭對(duì) 1,1,1-三氯甲烷的吸附能力比其它的活性炭都強(qiáng)。湯進(jìn)華等[9]通過(guò)對(duì)活性炭浸漬改性的研究表明，強(qiáng)氧化性的HNO3 和H2O2 處理的樣品均有利于對(duì)甲醛分子的吸附，而氨基改性過(guò)的樣品吸附效果減弱，主要原因是HNO3 改性增加了活性炭表面的 C=O、O-C=O 等含氧官能團(tuán)的量，從而改善了對(duì)甲醛的吸附效果。

  2.3 VOCs 濃度對(duì)活性炭吸附的影響 VOCs 的進(jìn)口濃度對(duì)活性炭吸附有很大影響，進(jìn)氣的初始濃度越高，穿透時(shí)間和完全飽和時(shí)間越短?；钚蕴吭诟邼舛葪l件下吸附氣體時(shí)，屬于物理吸附，吸附量不依賴于被吸附物質(zhì)的屬性，而只依賴于活性炭的孔徑和孔的數(shù)量;而在低濃度下，則屬于化學(xué)吸附，吸附量取決于被吸附物的化學(xué)性質(zhì)。陳秋燕等研究活性炭吸附不同濃度的甲苯的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：不同濃度的VOCs 的10 %透過(guò)時(shí)間與入口濃度的對(duì)數(shù)存在線性關(guān)系：lgtb=Algw0+B，入口濃度越大，透過(guò)時(shí)間越短，透過(guò)曲線越陡。孫輝等研究不同濃度的甲苯穿過(guò)活性炭纖維的實(shí)驗(yàn)也表明：初始濃度大的苯系物穿透時(shí)間短。

  2.4 VOCs 的物化性質(zhì)對(duì)活性炭吸附的影響吸附劑的極性對(duì)吸附過(guò)程影響也很大。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于具有極性的吸附劑，由于其對(duì)吸附質(zhì)的吸附靠靜電引力，因此，它對(duì)極性吸附質(zhì)吸附就很大;對(duì)于不具有極性的吸附劑，它就能夠大量吸附非極性的有機(jī)分子。此外，吸附質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量、沸點(diǎn)和飽和性，都影響吸附量的大小。當(dāng)用同一種活性炭作吸附劑時(shí)，對(duì)于結(jié)構(gòu)類似的有機(jī)物，其相對(duì)分子質(zhì)量愈大、沸點(diǎn)愈高，則被吸附得愈多。對(duì)結(jié)構(gòu)和相對(duì)分子質(zhì)量都相近的有機(jī)物，不飽和性愈大，則愈易被吸附。 Yu-ChunChiang 等利用三類活性炭來(lái)吸附四種VOCs。三類活性炭分別為利用來(lái)自荷蘭的泥炭做成的直徑 的活性炭，從含瀝青的煤做成的 粒狀活性炭和 的椰子殼狀活性炭。四種VOCs 分別為四氯化碳、氯仿、苯和二氯甲烷。由煤做成的活性炭對(duì)溫度不敏感。吸附四種VOCs 中吸附苯更有效，因?yàn)楸接兄叩奈綗岷偷偷撵刈?。陳秋燕等將相同濃度的二甲苯、甲苯、苯分別通過(guò)活性炭吸附器，做出來(lái)的穿透曲線表明：所需的透過(guò)時(shí)間：二甲苯>苯>甲苯。通常而言，吸附能力隨吸附質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量提高而提高，即有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量越大，穿透時(shí)間越長(zhǎng)。但這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，苯比甲苯的穿透時(shí)間長(zhǎng)，這估計(jì)是因?yàn)榛钚蕴烤哂蟹菢O性表面，在較低的濃度下更易于吸附同為非極性物質(zhì)的苯。

  2.5 混合VOCs 對(duì)活性炭吸附的影響多組分VOCs 吸附時(shí)，除了各組分吸附親和力大小不同外，各吸附組分之間會(huì)發(fā)生相互作用和競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)，使得吸附過(guò)程復(fù)雜化?；钚蕴繉?duì)不同有機(jī)廢氣吸附的過(guò)程中其吸附結(jié)合常數(shù)不同，而有機(jī)廢氣在活性炭表面的吸附過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)吸附和解離相平衡的過(guò)程，當(dāng)吸附能力強(qiáng)的有機(jī)廢氣達(dá)到一定濃度后必然對(duì)吸附能力弱的有機(jī)廢氣的吸附位點(diǎn)形成競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，使得吸附能力弱的有機(jī)廢氣解離量大于吸附量，從而在局部形成濃度高于進(jìn)氣濃度的現(xiàn)象，當(dāng)這種競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合達(dá)到穩(wěn)定之后，吸附能力弱的有機(jī)廢氣在活性炭上的吸附和解離又重新達(dá)到平衡，其表現(xiàn)在穿透曲線上即為濃度躍升現(xiàn)象。金一中等對(duì)MA-70 型活性炭吸附苯、甲苯進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，MA-70 活性炭對(duì)甲苯的吸附能力強(qiáng)于苯，吸附能力較強(qiáng)的甲苯組分能將已被吸附的苯組分置換出來(lái)。王長(zhǎng)林對(duì)多組分有機(jī)氣體(包括乙酸乙酯、正己烷、丁酮和氯仿)在活性炭上的吸附行為進(jìn)行了考察，結(jié)果表明：活性炭對(duì)非極性乙酸乙酯和極性丁酮的吸附能力非常接近，對(duì)正己烷的吸附能力稍差，對(duì)氯仿的吸附能力很差。吸附能力弱的有機(jī)廢氣發(fā)生濃度躍升現(xiàn)象，但吸附能力強(qiáng)的有機(jī)廢氣不能完全置換吸附能力弱的有機(jī)廢氣。