VOC治理装置活性炭纤维吸附法处理大风量低浓度VOCs废气

　　先前，处理VOCs废气常用的方法是旧式颗粒活性碳固定床吸附与蜂窝状活性炭比粒状活性炭(GAC)吸附，但是，旧式颗粒活性碳固定床吸附有一些技术难题，蜂窝状活性炭比粒状活性炭(GAC)吸附有适用限制，适用于大型企业。

　　现如今，活性炭纤维(ACF)吸附法是一种新型的处理方法，既克服了技术难题又解除了适用限制，中小型企业也能适用，活性碳纤维(ACF)是继粉状与粒状活性碳之后的第三代活性碳产品，其显著的特点是具有发达的比表面积（1000㎡/g~3000㎡/g）和丰富的微孔，微孔的体积占总孔体积的90%以上，微孔直径约10 Angstrom（1Angstrom =1×10-10m）左右，故其有很强的吸附能力。

　　活性碳纤维(ACF)是由酚醛树脂纤维、沥青纤维、粘胶纤维、聚丙烯腈纤维组成，通过预处理、炭化、活化等步骤制得活性炭纤维是近代出现的一种新型具有吸附功能的材料。通常以毡、纸、布、蜂窝状等为主要应用状态，ACF具有早期活性炭技术所不具备的几个新优势：

　　①对于ACF来说，因为纤维直径一般在6-8微米，比较细，因此可大面积与被吸附物接触，且吸附与接触较为均匀，这就使ACF材料的利用效率较高，利用比较充分。

　　②由于ACF的外表面积较大，脱附与吸附速度较快，与GAC相比，ACF可达10-100倍。在吸附容量方面，ACF比GAC超出1.5-10倍。对低浓度废气或活性较高的有机物质能够较好的吸附处理。

　　③具有大量微孔的ACF孔径分布非常窄，基本在100A0以下。保证了其极高的吸附容量。

　　④GAC的体密度，滤阻是ACF的三倍，使ACF相对GAC具备了漏损率较小，(小于一百毫米的)吸附层较薄，吸附效率较高，能量消耗较少，占地面积较小，滤层压较小的优势。

　　⑤而ACF相比GAC还可用作医疗与食品工业，得益于其高强度，粉化率低的优势，保证了其产品的高纯度，低杂质，以避免造成二次污染。

　　⑥ACF相比GAC脱附温度较高，确保了ACF的热稳定性，而与其体密度小，吸附层薄的特点相结合，确保了其不会出现过热或蓄热情况。可降低事故发生率，保证连续作业的安全性。

　　⑦采用吸附剂ACF的净化设别可以有效实现体积减小，达到节约土地占用面积，减少投入成本的效果。

　　研究表明，当20毫米的ACF处于进口浓度值小于1000mg/m3，0.2m/s的滤速以下时，苯系混合物的吸附容量大约为195mg/g，其对三苯及其混合物净化的效率可达90%以上，在经过14次的连续循环测试后，实验的结果保持基本不变。而陈湛、汪明光对甲苯废气的吸附脱附中试采用了50毫米的ACF。实验中的脱附热风温度大约为250～270℃，以及15～20分的脱附时间，250m3/h的流量。

　　研究表明，处理量相同时，GAC的填充量是ACF的二十五倍，脱附时间是ACF的五倍，吸附时间是二十倍，而采用GAC的装置体积是ACF的三倍之多。这表明了采用ACF的回收溶剂具有GAC所不具备的质量优势。ACF与GAC回收装置的对比参数(以一个吸附、一个解吸、实现自动切换的双吸附槽回收装置为例)，如表1所示：

　　现如今，活性炭纤维(ACF)可以替代蜂窝状活性炭颗粒活性炭做吸附剂，在运用了吸附-催化燃烧法的处理大风量低浓度的VOCs废气工程中。这样的应用在我国已有大量实例。

　　VOCs的吸附材料通常是粘胶基活性炭纤维。其极大的吸附容量与优秀的耐热性能(使得温度对其性能影响甚微)，奚旦立、陈玲将VACF运用到印染行业，其试验中发现热定型机油烟废气吸附的温度能升至210℃，相对于低温时的吸附总量有小幅度提升。烷烃类物质是热定型油烟废气的主要构成部分，其中污染物成分主要含有，烃、醇、酮、脂肪酸、内脂……

　　新型VOCs废气净化装置在应对低浓度大流量的VOCs废气时有优秀效果：

　　(1)可实现高效、快速吸附、对VOCs分子或分子团进行处理，达到净化标准排放。得益于其所使用的吸附剂——活性炭纤维。

　　(2)装置由6个单元构成的吸附器与预滤器、催化燃烧装置、引风机、控制箱、统一底座、脱附风机构成，可提高安装运输的方便度。

　　(3)再生过程及脱附，吸附由装置中的吸附单元循环进行。

　　(4)装置的中央控制由(PLC)可编程的西门子控制器实现，其触摸屏可以直接监视运作情况，无需人员操作，实现全自动化高效运作。更可以模拟显示设备运转。具有便捷的操作方式，只需简单的维护。

　　(5)设备节约能源，占地面积小，轻便小巧，阻力小。

　　新型VOCs废气净化装置采用的蜂窝状活性炭吸附-催化燃烧工艺的设备相比，在处理大风量低浓度VOCs废气上更占优势。详见表2。

　　新型VOC治理装置以活性炭纤维（ACF）作为吸收剂，处理各类工厂或设备排放的含有有机溶剂(VOC）的废气，将其中的VOC变成液体进行分离，并进行回收再利用。

　　吸附特征：

　　1、工艺设计合理，根据工况合理配置吸附器规格和吸附剂装填量，充分吸收尾气中的有机溶剂，吸附容量大，吸附再生速度快，系统吸附效率高。

　　2、积累多年设计和制造经验，系统化防爆设计和安全节点监控，严格的产品质量保证体系，确保设备本质安全，满足化工生产场所的苛刻要求。

　　3、吸附是物理过程，脱附温度低，不改变回收的有机物组分，净化空气的同时获得较高的经济效益。

　　4、采用PLC控制，集成电磁阀、气动元件执行动作，系统自动化程度高，性能可靠，无人值守运行。设计有运行参数优化程序，大幅降低蒸汽和用电耗量，为客户节省运行费用。

　　5、设备结构紧凑，占地面积小，操作方便，便于维护，配套工程投资少。为保证客户其他工艺过程和吸附装置安全运行，配备有事故紧急排放通道和动力电源、压缩空气突发故障情况下的安全设计。

　　6、设备使用寿命长、回收周期短。

　　综上所述，新型吸附材料活性炭纤维在投入使用后具有高效，快速，连续性强，安全性高，成本低等特点，相比旧式吸附材料与吸附技术具有无可比拟的优势。在处理大风量低浓度VOCs废气时效果尤其显著。

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