目前，我國涉及VOCs的汙染行業眾多，化工、餐飲等生產或使用有機溶劑的行業都會產生VOCs排放，各行業排放的VOCs多樣複雜，包括碳氫化合物、醇類、醚類、酯類等。
今天要和大家分享的，是工業VOCs治理的主流技術之一：活性炭吸附技術！
活性炭的孔隙結構非常發達，比表面為正，分子的吸附能力很強。 目前，活性炭吸附已廣泛應用於環保、工業和民用領域，如城市汙水、工業廢水的深度處理和汙染水源的淨化等。 活性炭是VOCs廢氣處理技術中最常用的吸附劑，其生產和使用可追溯到19世紀。 典型活性炭的孔徑分布及其與其他吸附劑的比較如下圖所示。
資料來源：“吸附劑的原理和應用”，Ralph T陽。
吸附法是一種氣態汙染物，是指利用固體吸附劑，通過吸附不同選擇性氣體混合物中的組分來分離氣體混合物的方法。 吸附過程是將氣態汙染物通過吸附作用集中在吸附劑表面，然後對吸附劑進行再生，將吸附物質從吸附劑中解吸回收或燃燒，然後達到廢氣淨化的目的的濃縮過程。 吸附法主要適用於低濃度氣態汙染物的淨化，對於高濃度有機氣體，一般需求是在吸附淨化前通過冷凝等工藝降低濃度。
（一）汙染物濃度要求
除溶劑的有機廢氣吸附和油氣儲運銷裝置外，進入吸附裝置的有機廢氣中有機物濃度應小於其下限的25%。 當廢氣中有機物濃度高於其下限的25%時，應將其降低到其下限的25%後再進行吸附淨化。
對於含有混合有機化合物的廢氣，控制濃度p應低於最易感組分或混合氣體下限的25%，即p
pm=(p1+p2+…+pn)/(v1/p1+v2/p2+…+vn/pn)
式中：pm——氣體混合物的下限**，%
p1，p2，…， PN - 混合有機廢氣中各組分的下限值，%
v1，v2，…， vn - 混合有機廢氣中各組分的體積百分比，%
n——混合有機廢氣中所含有機化合物的數量。
（2）氣體溫濕度要求
廢氣溫度應控制在40°C以內，濕度高時應控制廢氣濕度。 例如，排煙溫度為38°C，相對濕度為82%（按夏季95%的極端平均濕度設計），當排氣溫度公升高到40°C時，排氣濕度降至71°C6%左右，濕度控制在65%-80%之間更有利於提高活性炭的吸附效果。
（3）顆粒物含量要求
進入吸附裝置的顆粒物含量應小於1mg m。
粉塵：細顆粒物（化學品、家具等）。
漆霧顆粒物（氣溶膠形成）：影響最大。
絮凝顆粒物：經印刷、橡膠、化纖等生產工藝生產。
1.工藝流程圖
二、工藝說明
車間的有機廢氣通過抽油煙機收集，在排風機的作用下，通過管道輸送到乾式過濾器中，然後進入活性炭吸附裝置，有機汙染物被活性炭吸附，淨化後的氣體經風機加壓後達標排放。 活性炭吸附飽和後，請經專業廠家再生後再使用。
3、活性炭的吸附原理
a.吸附現象是在兩個不同相的介面上發生的現象，吸附過程是介面上的擴散過程，是固體表面發生的吸附，是由固體表面的殘餘吸引力引起的。
吸附可分為物理吸附和化學吸附;物理吸附，又稱范德華吸附，是由於吸附劑與吸附物分子之間的靜電力或范德華引力引起的物理吸附，當固體與氣體之間的分子重力大於氣體分子之間的引力時，即使氣體的壓力低於相應的工作溫度和飽和蒸氣壓， 氣體分子會凝結在固體表面，物理吸附是乙個吸熱過程。
化學吸附又稱活性吸附，是由於吸附劑表面與吸附物分子發生化學反應，涉及分子中化學鍵的破壞和復合，因此，化學吸附過程的吸附熱大於物理吸附過程的吸附熱。
在吸附過程中，物理吸附和化學吸附之間沒有嚴格的界限，同一物質在較低溫度下趨向於化學吸附。 活性炭纖維的吸附主要是物理吸附，但由於表面活性劑的存在，也具有一定的化學吸附作用。
b.廢氣吸附用活性炭的特點：
1）芳香族化合物的吸附優於非芳香族化合物的吸附。
2）支鏈烴的物理吸附優於直鏈烴。
3）有機物中含無機基團物質的吸附量始終低於無機基團物質的吸附量。
4）大分子量、高沸點化合物的吸附率總是高於小分子量、低沸點的化合物。
5）吸附物濃度越高，吸附容量越高。
6）吸附劑的內表面積越大。吸附能力越高。
在實際廢氣處理過程中，單一的活性炭吸附工藝會導致活性炭飽和速率過快，處理效果不穩定。 因此，在大多數情況下，它與其他處理過程結合使用。
1、旋風板塔+UV光解+活性炭吸附工藝
該工藝多用於處理低濃度有機廢氣，廣泛用於乾燥、固化爐產生的有機廢氣。
其主要工藝流程為：廢氣在引風機的作用下通過管道輸送，從底部沿切線進入旋風板洗滌淨化塔，在離心力的作用下，螺旋旋風分離器上公升，當到達旋風板時，由於旋流葉片的切割作用，具有足夠數量的25°傾角， 產生較大的離心力，從上到下噴入霧狀的迴圈液滴接觸，氣體和液體充分混合，氣體中剩餘的油霧顆粒被迴圈液體吸收，隨水流進入迴圈水池。
淨化塔經旋風板清洗後的氣體進入UV光解淨化器。 該裝置以鈦白粉為催化劑，與紫外線和空氣反應生成臭氧，利用臭氧氧化分解有機物同時，大分子有機物轉化為小分子化合物或在紫外線作用下反應生成水和二氧化碳，去除汙染物。
由於UV光解的淨化效率相對較低，為了保證廢氣能夠穩定排放，增加了活性炭吸附劑作為最終的把關處理，以保證油霧顆粒和總VOCs的長期穩定，最終淨化氣體。 因為經過預處理後，廢氣中VOCs的濃度很低，顆粒活性炭在吸附有機物的同時吸附等離子體，吸附的有機物在活性炭纖維的孔隙中被等離子體分解，在一定程度上延長了活性炭吸附飽和的時間和使用壽命。
為了保證處理效果，噴淋水必須在迴圈使用一段時間後進行更換，廢水中含有汙染物質，需要用汙水處理裝置進行處理。 該工藝的優點是操作簡單，易於管理，投資成本低。 缺點是活性炭更換更頻繁，執行成本較高。
2、噴水+乾式過濾器+活性炭吸附+催化燃燒
該工藝多用於噴漆和烘烤VOCs廢氣，主要汙染物為苯、甲苯、二甲苯、總VOCs。
含有有機物的廢氣首先通過噴水去除，然後進入乾式過濾器，一方面可以去除氣體中的水分，另一方面可以進一步攔截部分顆粒物，保護後續的活性炭處理設施。 預處理後的氣體進入活性炭吸附箱，通過吸附將有機物截留在內部，處理後的氣體通過煙囪排出。
經過一段時間的操作，活性炭達到飽和狀態，吸附失敗，有機物在活性炭中已經濃縮。 根據PLC自動控制程式，催化氧化裝置自動公升溫，熱空氣通過風機送入活性炭床，加熱炭層，將活性炭中的有機物“蒸”出。 這部分氣體進入催化燃燒室，燃燒後在催化劑的作用下徹底淨化，完成解吸過程。 淨化後的氣體隨後通過熱交換器冷卻，最後通過風扇排放到空氣中。
為了保證處理過程的連續性，活性炭箱在處理過程中一般採用一用一備用，當其中乙個碳箱處於解吸狀態時，另乙個處於吸附狀態，通過控制程式自動切換，交替使用。 值得注意的是，解吸過程應嚴格按照操作規範進行，注意控制燃燒溫度，避免因操作不當引起火災或事故。
由於某些物質，如氯離子，對用於解吸的催化劑有毒性作用，會導致催化劑“中毒”而失去催化作用，因此活性炭吸附+催化燃燒工藝不適用於對催化劑中含有氯離子等有毒成分的氣體的處理。
該過程的特點是：
1）有機廢氣具有著火溫度低的特點，因此不需要大量的能源消耗。而且，當催化燃燒達到一定的著火溫度時，依靠自身的熱量就可以滿足要求，不再需要提供外部熱源
2）適用範圍比較廣，對各種部件的廢氣有較好的處理效果;
3）處理效率高於其他工藝，淨化效率可達95%甚至更高，最終產物為二氧化碳和水，不產生二次汙染物而且由於燃燒溫度低，可以大大減少NOx的產生，因此也大大減少了二次汙染
4）活性炭可重複利用，延長了碳置換週期，即減少了危險廢物的產生量，對改善大氣環境具有重要意義
5）自動化程度高，操作簡單方便，執行安全穩定，有效降低汙染物對環境的影響。
6）缺點是投資大，操作人員素質較高。
為便於操作，活性炭飽和期設定為乙個月，按每天8小時工作制，減去4個星期日，總時間為208小時。
假設：總廢氣流量q=10000m h
汙染物甲苯的質量流量為m=10000mh2 10-5=02kg/h
那麼在乙個飽和期內需要吸附的甲苯量為：m1=208 02=51.6(kg)
所需活性炭量為：m 014噸。
根據上述公式，活性炭吸附裝置所需的活性炭量如下：q為廢氣處理的總流量。
1. Q=20000m h 約 028噸活性炭。
2. Q=30000m h 約 04噸活性炭。
3. Q=40000m h 約 056噸活性炭。
4. Q=50000m h 約 07噸活性炭。
5. Q=60000m h 約 084噸活性炭。
6. Q=70000m h 約 098噸活性炭。
7. Q=80000m h 約 112噸活性炭。
按乙個月（208小時）執行計算，每噸中等質量活性炭按6000元噸計算，則活性炭吸附裝置的執行成本為：
1、q=20000m³/h 0.28 6000 = 1680 元。
2、q=30000m³/h 0.4 6000 = 2400元。
3、q=40000m³/h 0.56 6000 = 3360 元。
4、q=50000m³/h 0.7 6000 = 4200元。
5、q=60000m³/h 0.84 6000 = 5040 元。
6、q=70000m³/h 0.98 6000 = 5880 元。
7、q=80000m³/h 1.12 6000 = 6720元。
活性炭吸附工藝是一種傳統的處理工藝，因其投資小、處理效果穩定而得到廣泛應用。 在使用過程中，需要注意的是，廢舊活性炭屬於危險固體廢物，如果廢舊活性炭不能使用，不僅會造成資源浪費，還會對環境造成二次汙染，因此做好活性炭再生工作尤為重要。
恆泰立華-活性炭微波再生一體化技術與裝備，它由進料系統、微波再生系統、出料系統、廢氣處理系統、氮氣保護系統、智慧型控制系統等部分組成。 是的它只需要電力，撬裝，廢氣少，能耗低，再生效率高，再生效果好且裝置自動控制，數位化、智慧型化執行，大大降低了活性炭再生成本。