淺談活性炭（tàn）吸附工藝治理VOCs工業廢氣的十大問題

眾所周知，活性炭（tàn）吸附過（guò）程是VOCs處理行業中使（shǐ）用廣泛，簡單的治理工藝，它主要通過活性炭的自（zì）然（rán）吸附能力吸附廢氣。 當吸附達到飽和時，活性炭將解吸並再生（shēng）或移交給專（zhuān）業（yè）的危（wēi）險（xiǎn）廢物處理公司（sī）。 關於（yú）活性炭吸附過程對活性炭質量的要求，生態（tài）和環境部實（shí）際上早前已經有官方答複。 例（lì）如（rú），生態與環境部：關於用於（yú）VOCs吸附的活性炭的碘值的答複，盡管活性炭（tàn）的吸附過程簡單（dān）實用，但仍有（yǒu）一些我們需要進一步規範化這個問題，但是回到（dào）最（zuì）初的觀點是，任何VOCs治理工藝都有（yǒu）其適用範圍。

來看看吸附過程：

1.分子直徑（jìng）大於孔的直徑，由於空間位阻，分子不能入孔，因此不吸附（fù）；

2.分（fèn）子直徑（jìng）等於孔的直徑，吸附劑的捕捉（zhuō）力很強（qiáng），非常適合低（dī）濃度吸附；

3.分子直（zhí）徑小於（yú）孔的直徑，孔內發生毛細管冷凝，吸附（fù）容量大；

4.分子（zǐ）直（zhí）徑遠小於孔的直徑，吸附分子很容易解吸，解吸（xī）速率高，低濃度下的吸附量（liàng）較小。

國內運（yùn）用活性炭吸附的治理工藝設備，製造（zào）其的環保公司對設（shè）備的除汙參數，基本（běn）上都會提（tí）到這類設（shè）備的除汙效（xiào）率達到90%以（yǐ）上（shàng），但是事（shì）實呢? 經專家和實驗數據表（biǎo）明，在實際除汙應用過程中，除汙效率達到90%以上隻是理（lǐ）論值。但是，在不同的工作環境下，其除汙效率遠比這個（gè）理（lǐ）論數值低。那這是什麽原因呢？

1、吸附量小（xiǎo）

物理吸附存在吸附飽和問題，隨著吸附劑的消耗，吸附能力也變弱（ruò），使用一段時間後可能會出現吸附量小或失去吸附功能，不（bú）適用於高濃度廢氣。吸附時，存在（zài）吸附的專一性問題，對混合氣（qì）體，可（kě）吸附性會（huì）減弱，同時（shí）也存在分子（zǐ）直徑與活性炭孔徑不匹配（pèi），造成脫附現象；更為明顯的是，從原理（lǐ）上看活性炭吸附隻是將（jiāng）有毒害（hài）氣體轉移，並沒有達到分解有害氣體的功（gōng）效。

2、溫度影響

在（zài）通常情況下，活性炭吸附設備在溫度方麵，一般要求廢氣的溫度（dù）低於40℃，25℃的吸附條件比較好，原則上需要對VOCs 氣（qì）源進（jìn）行冷卻才能達到這個溫度，而在（zài）實際的工作（zuò）環境中很難做到恒溫吸（xī）附VOCs,如果廢氣的溫度超過400℃，活性炭的吸附效率就會急速（sù）下（xià）降。而且，當活性炭吸附（fù）一定量的VOCs 後暫停工作（zuò），則已經吸附VOCs 的活性炭會因氣（qì）溫或（huò）氣壓（yā）的改變又釋放脫附VOCs。

3、相（xiàng）對濕度影響

相對濕度也會對活性炭吸附設備的（de）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數據看到（dào），自2016年4月，該省白天（tiān）氣溫已經出（chū）現（xiàn）30℃以上的（de）溫度，甚至在7-9月份，頻（pín）繁（fán）地出現白天（tiān）氣溫超過35℃的極端氣候，碳箱蓄熱近50℃。另外，該（gāi）省自2016年3月開始，平均濕度長期超過70%了。再加上企業生產（chǎn）過程中產生的VOCs 的溫度長（zhǎng）期偏（piān）高，所含的濕氣也超過了50%。因此，室（shì）外環境條（tiáo）件和廢氣環境條件共同作用下，導致了活（huó）性炭吸附（fù）效率大為降低。活性炭吸附設備的整體吸（xī）附（fù）效率不到其設計標準的（de）50%。可想而知，在這種情況下，排出的氣體，所含（hán）的VOCs肯定（dìng）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、氣壓影響

活性炭吸附VOCs過程，如果從低濃度向高濃度（dù）吸附，需要確保活性炭在負壓環境下才能進行，在（zài）工廠生產實際應用中，設備不（bú）可能不停運作。當停止工作不再形成負壓的環境，活性炭已經吸附的VOCs會脫附釋放，再次汙染環境。

5、酸性氣體影響

活性炭表麵酸性與吸附平衡有著密切的關係。活性炭表麵酸（suān）性增加，則（zé）對酸性及中（zhōng）性有機物的吸附能力（lì）大幅（fú）降低，而大部分VOCs均（jun1）顯（xiǎn）酸性。

6、粉塵影響

活（huó）性（xìng）炭對VOCs 的（de）吸附則主要受活性炭比表麵積（jī）、孔徑大小等物理特性的影響。因為活性炭的（de）吸附是無選（xuǎn）擇（zé）性的，除了吸附VOCs,也會吸附粉塵，隨著活性炭（tàn）表（biǎo）麵粉塵量的增加，活性炭的微孔被堵塞，比表麵積（jī）降低，降低活性炭對VOCs的吸（xī）附能力（lì），致使活性炭“中毒”失活（huó）。

7、企業易造假，存在著巨大（dà）環保風險（xiǎn）

活性炭雖然便宜，但使用活（huó）性炭吸附法處（chù）理VOCs達標排放實際運維費用是十分高昂的，同（tóng）時自然吸、脫附管理難、適用性受多種因素影響，不適合含（hán）粉塵、水汽、乳狀物等廢氣處理，難穩定環保達（dá）標。且大量飽（bǎo）和後的活性炭處理更耗費巨大，該方法僅是（shì）將汙染物吸附轉移，如對飽和後活性炭轉移（yí）過程無嚴格把關跟蹤，則極易造（zào）成（chéng）二次汙染。但因前期投資少，企業自然（rán）選（xuǎn）用較多，現雖監管（guǎn）難（炭箱內沒有（yǒu）活性（xìng）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，使用量過少等），但環（huán）保（bǎo）部門（mén）終會有所行動的，存在著巨大環保風險。而且容易造假應付環保管理。（如：炭箱內（nèi）沒有活性炭，活性炭設施過於簡陋（lòu）、幾乎不換（huàn）炭，活性炭實際工程（chéng）與設計不符，使用量過少等。）

8、使用（yòng）過後的廢活性炭（tàn）是危險廢物

性炭形狀不定，通常是黑（hēi）色粉末狀或塊狀（zhuàng）、顆粒（lì）狀、蜂窩狀，通過加工處理所獲得。由於活性炭本身具有的吸附性（xìng）能（néng），能夠吸大多數（shù）大氣汙染物，吸附效率較為理（lǐ）想，因此在生活中常被當作吸附劑使（shǐ）用。活性炭本身（shēn）不具備危險性，因此被拋（pāo）棄的純活性炭不屬於危險廢物。

9、後期處理及（jí）其麻（má）煩

產生了VOCs廢活性炭該（gāi）如（rú）何處理？首先（xiān），廢活性（xìng）炭的管理計劃必須（xū）向環保部門備案。其次，企業不得擅自處置（zhì）廢活性炭。最（zuì）後，企業必須委托具資質單位（wèi）或個人進行處置。禁止將廢活性炭交給供貨商帶回。（這是實務工作常見（jiàn）的違法情形）違法處置（zhì）VOCs廢活性炭，該（gāi）承擔民事、行（háng）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，隻需將一定量（liàng）的活性炭顆粒固定（dìng）在載體上就可以使（shǐ）用，且活性炭吸附在VOCs的穩定氣流（liú）中，短時間內活性炭橫截麵（miàn）積的吸附效果也顯著（zhe），但是，對於源源（yuán）不斷的（de）廢氣氣流，這隻是很（hěn）小的一部分吸附，容易達到飽和，對於總體的吸附效率很低；再者，對廢氣中的臭（chòu）氧、氮氧化物需要特種吸附材料吸附，常用的活性炭吸附材料不能滿足。此外，由於VOCs絕大部（bù）分是（shì）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、活性炭吸附量小，不適用（yòng）於高濃度以及混合氣體廢氣。

2、活性炭吸附隻是將有毒害氣（qì）體轉移，並（bìng）沒有達到分解有害氣體的功效。

3、 運維費用十分高昂。

4、 受溫度、濕度、氣壓、PH值及粉塵的（de）影響極大，難穩定環保（bǎo）達標。

5、 企業易造假，存在著巨（jù）大（dà）環保風險（xiǎn）。

6、使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。