淺談活（huó）性炭吸附工藝治理（lǐ）VOCs工業廢氣的十大問題

眾所周知，活性炭吸附過程是VOCs處理行（háng）業中使用廣泛，簡單的治理工藝，它主要通過活性炭的自然吸附能（néng）力吸附廢氣。 當吸附達到（dào）飽和時，活性炭將解吸並再生或移交給專業的危險廢物處理公司。 關於活性炭吸附（fù）過程對活性炭質量的要求，生態和環境部實際上早前已經有官方答複。 例如，生態與環（huán）境部（bù）：關於用於VOCs吸附的（de）活性炭的碘值的答複，盡管活性炭的吸附過程簡單實用，但仍有（yǒu）一些我們需（xū）要進（jìn）一步規範化這個問（wèn）題，但是回到最初的觀點是，任何VOCs治理（lǐ）工藝都有其適用（yòng）範圍。

來看看吸附過程：

1.分子直徑大於孔的直徑，由於空間位阻（zǔ），分子不（bú）能（néng）入孔，因此不吸附；

2.分子直徑等於孔的直徑，吸（xī）附劑（jì）的捕捉力很強，非常（cháng）適合低濃度吸附（fù）；

3.分子直徑小於孔的直徑，孔內發生毛細管冷凝，吸附容量大；

4.分（fèn）子直徑遠小（xiǎo）於孔的（de）直徑，吸附分子很容易解（jiě）吸，解吸速（sù）率高，低濃度下的吸附量較小。

國內（nèi）運用活性炭（tàn）吸附的治理工藝設備，製造其（qí）的環保公司對設（shè）備的除汙（wū）參數，基本上都會提到這類設備的除汙效率達到90%以上，但是事實呢? 經專家（jiā）和實驗數（shù）據表明，在實際除汙應用過程中，除汙效率達到90%以上隻是理論（lùn）值。但是，在不同的工（gōng）作環境下（xià），其除汙效（xiào）率遠比這個理論數（shù）值低。那這是什（shí）麽原因呢？

1、吸（xī）附量小

物理吸附存在吸附飽和問題，隨著吸附（fù）劑的消耗，吸附能力也變弱，使用一段時間後可能會出現吸附量小或失去吸（xī）附功能，不適用（yòng）於高濃度（dù）廢氣。吸附時，存在吸附的專一性問題，對（duì）混合氣體，可吸附（fù）性會減弱，同時也存在分子直徑與活性炭孔徑不匹（pǐ）配，造成脫附現象；更為明顯的是（shì），從原理上看活性炭吸（xī）附隻是（shì）將有毒害氣體轉移，並沒（méi）有達到分解有害氣體的功效。

2、溫（wēn）度影（yǐng）響

在通常情況下，活性炭吸附設（shè）備在溫度方麵（miàn），一般要求廢氣的溫（wēn）度低於40℃，25℃的吸附條件比較好，原則上需要對VOCs 氣源進行冷卻才能達到這個溫度，而在實際的工作環境中很難（nán）做到恒溫吸附VOCs,如果廢氣的溫度超過400℃，活性炭的吸附（fù）效（xiào）率就會（huì）急速下降（jiàng）。而且，當活性炭吸附一（yī）定量的（de）VOCs 後（hòu）暫停工作（zuò），則已經吸附VOCs 的活性炭會因氣溫或氣壓的改變又釋放（fàng）脫（tuō）附VOCs。

3、相（xiàng）對濕度影響

相對濕（shī）度也會對活性炭吸附設備的吸附效率產生影響。

從我國華南地區的一個沿海大省氣象局發布的環境（jìng）數據看到，自2016年4月，該省（shěng）白天氣溫已經出現30℃以（yǐ）上的溫度，甚至在7-9月份，頻（pín）繁地（dì）出現白天（tiān）氣溫超過35℃的極（jí）端氣候，碳箱蓄熱近50℃。另外（wài），該省自2016年3月開始，平均濕度長期（qī）超過70%了（le）。再加上企業生產過程中產生（shēng）的VOCs 的溫度長期偏（piān）高，所含的濕氣也超過了50%。因此，室外（wài）環境條件和廢氣環境條件共同作用下，導致了活性炭吸附效率大為降（jiàng）低（dī）。活性炭吸附設備的（de）整體吸附（fù）效率不到其設計標準（zhǔn）的50%。可想而知，在（zài）這種情況下，排出的氣體，所含的VOCs肯定是超出了國家規定的可排放標準，直接對大氣產生了汙染。

4、氣（qì）壓（yā）影（yǐng）響

活性炭吸附VOCs過程，如果從（cóng）低（dī）濃度（dù）向高濃度吸附，需要確保活性炭在負壓環境下才能進行，在（zài）工（gōng）廠生（shēng）產實際應用中，設備（bèi）不可能不停運（yùn）作。當停止工作不再形成負壓的（de）環境，活性炭已經吸附的VOCs會脫附釋放，再次汙染環境（jìng）。

5、酸性氣體（tǐ）影響

活性炭表（biǎo）麵酸性與吸附平衡（héng）有（yǒu）著密切的關係。活性炭表麵酸性增加，則對酸性及中性有機物的吸附能力（lì）大（dà）幅降低，而大部分VOCs均顯酸性（xìng）。

6、粉塵影響

活性炭對VOCs 的吸附則主要受活性炭（tàn）比表麵積、孔徑大小等物理特性的影響。因為活性炭的吸附是無選擇性的，除了吸附（fù）VOCs,也會吸附粉塵（chén），隨著活性炭表麵粉塵（chén）量的增加，活性（xìng）炭的微孔被堵塞，比表麵積降（jiàng）低，降低活性炭對VOCs的吸附能力，致使活性炭（tàn）“中毒”失活。

7、企業易造假，存在著巨大環保風險

活性炭雖然便宜，但使用活性炭吸附法（fǎ）處理VOCs達標（biāo）排（pái）放（fàng）實際運維費用是十分高昂的，同時自然吸、脫附管（guǎn）理難、適用性受多種因（yīn）素影響，不適合含粉塵、水汽、乳狀物等廢氣處理，難穩定環保達標。且大量飽和後的活性炭（tàn）處理更耗費巨大，該方法（fǎ）僅是將汙染物吸附轉移，如對飽和後活性炭轉移過程無嚴格（gé）把關跟蹤，則極（jí）易造成二次汙染。但因前期投資（zī）少，企業自然選用較多，現雖監管難（炭（tàn）箱內沒有活性炭，活性炭設施過於簡陋、幾乎不換炭，活性炭選用與實際設計不符，使（shǐ）用量過少（shǎo）等），但環保部門終會有所行動的（de），存在著巨（jù）大環保（bǎo）風險（xiǎn）。而且容易造假應付環保管理。（如：炭（tàn）箱內（nèi）沒有活性炭，活性炭設施過於簡陋、幾乎不換炭，活性炭實際工程與（yǔ）設計不符，使用量過少等。）

8、使用（yòng）過後的廢活性炭是危險廢物

性炭形狀（zhuàng）不定，通常是黑色粉末狀或塊（kuài）狀、顆粒狀、蜂窩狀，通過加工處理所獲（huò）得。由於活性炭本身具有的吸附性能，能（néng）夠吸大多數大氣汙染物，吸附效率較為（wéi）理想，因（yīn）此在生活中（zhōng）常被（bèi）當（dāng）作（zuò）吸附劑使用。活性炭本身不具備危險性（xìng），因此被拋棄的純活性炭不屬於危險廢物。

9、後期處理及其麻煩

產生（shēng）了VOCs廢活性炭該如何處理？首先，廢活性炭的管理計劃必須向環保部門備案。其次（cì），企（qǐ）業（yè）不得擅自處置廢活性炭。最後，企業必須（xū）委托具資質單位或個人（rén）進行處置。禁止（zhǐ）將廢活性炭交給供貨（huò）商（shāng）帶回。（這是實務工作常（cháng）見的違法情形）違（wéi）法處置VOCs廢活性炭，該承擔民事（shì）、行政、刑事責任。

10、安全性低

雖然活性炭吸附技術的設備相對簡單，隻需將一（yī）定量的（de）活性（xìng）炭顆粒固定在載體上就可以使用，且活（huó）性炭吸附（fù）在VOCs的穩（wěn）定氣流中，短時間內活（huó）性炭橫（héng）截麵積的吸附效果也（yě）顯著，但（dàn）是，對於源源不斷的廢氣氣流，這隻是（shì）很小的一部分吸附，容易達到飽和，對於總體的吸附效率很低；再（zài）者，對廢氣中（zhōng）的（de）臭（chòu）氧、氮氧化物需要（yào）特種吸（xī）附材料吸附，常用的活性（xìng）炭吸附材料不能滿足。此外，由於（yú）VOCs絕大部分是易燃、易爆的化合物，VOCs處理工程在設計時要充分考慮安全。

總結：

1、活性（xìng）炭吸附量（liàng）小，不適用於高濃度以及混合氣體廢氣。

2、活性炭吸附（fù）隻是將有毒害氣體轉移，並沒有達（dá）到分解有害氣體的功效（xiào）。

3、 運維（wéi）費用十分（fèn）高昂。

4、 受溫度、濕度、氣壓（yā）、PH值及粉塵（chén）的（de）影響（xiǎng）極（jí）大（dà），難穩定環保達標。

5、 企業易造假，存在著巨大環保風險。

6、使（shǐ）用過後的廢活性炭是危險廢物。

7、後期處理及其麻煩。

8、安全性低，易燃易爆。