咨詢電話：RTO前處理系統(tǒng)之活性炭纖維技術(shù)淺談
隨著人們環(huán)境保護(hù)及資源再利用意識(shí)的逐步增強(qiáng)，除了通過(guò)源頭控制及末端治理中的銷毀技術(shù)，減少有機(jī)廢氣的排放，從而消除其對(duì)環(huán)境造成的污染以及對(duì)人們身體健康的危害，末端治理中的回收利用技術(shù)也同樣重要。如何有效地回收利用這些有機(jī)廢氣，以達(dá)到節(jié)約資源、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的“雙贏”，已成為現(xiàn)代社會(huì)所面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
而回收利用技術(shù)多種多樣，吸附回收技術(shù)就是其中的一種。吸附技術(shù)是使用具有吸附能力的吸附材料來(lái)處理VOCs，由于VOCs的不同組分會(huì)被吸附材料選擇性吸附，因此可以達(dá)到處理VOCs的目的。
在YIHEAC往期技術(shù)文章《有機(jī)廢氣治理RTO應(yīng)急旁路系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析（一）》中，我們提出進(jìn)行RTO廢氣治理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮增加至少一級(jí)活性炭吸附作為應(yīng)急旁路的緊急處理措施，并以此介紹了活性炭的相關(guān)概念及吸附原理。根據(jù)有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，活性炭類吸附劑吸附性能良好，可以有效吸附VOCs，其中活性炭纖維對(duì)VOCs吸附和脫附都有著很好的效果，這是因?yàn)樗膬?nèi)外比表面積較大且孔隙結(jié)構(gòu)均勻微小。基于對(duì)活性炭的初步了解，本篇將進(jìn)一步對(duì)新型的活性炭纖維吸附回收技術(shù)作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
1.活性炭纖維以及與普通活性炭的區(qū)別
活性碳纖維是經(jīng)過(guò)活化的含碳纖維，將某種含碳纖維（如酚醛基纖維、PAN基纖維、黏膠基纖維、瀝青基纖維等）經(jīng)過(guò)高溫活化，使其表面產(chǎn)生納米級(jí)的孔徑，增加比表面積，從而改變其物化特性。
區(qū)別：傳統(tǒng)的活性炭是一種經(jīng)過(guò)活化處理的多孔炭，為粉末狀或顆粒狀，而活性碳纖維則為纖維狀，纖維上布滿微孔，其對(duì)有機(jī)氣體吸附能力比顆?；钚蕴吭诳諝庵懈邘妆吨翈资?/span>，吸附速率快100~1000倍，具體與活性炭纖維的種類及制作工藝有關(guān)。
2.活性炭纖維吸附回收技術(shù)
活性炭纖維吸附回收系統(tǒng)主要包含預(yù)處理系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)以及油水分離系統(tǒng)。
（1）預(yù)處理系統(tǒng)
根據(jù)客戶所給的廢氣參數(shù)，我們會(huì)根據(jù)組分中的含水量、含塵量、含酸堿性氣體量等，來(lái)做相應(yīng)的除濕、除塵、堿/酸噴淋等預(yù)處理，以減少對(duì)后端管道及設(shè)備的影響。
（2）吸附系統(tǒng)
吸附系統(tǒng)一般設(shè)置三級(jí)活性炭纖維吸附罐A/B/C，一吸附一再生一等待。剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)A罐吸附，運(yùn)行一段時(shí)間后啟動(dòng)B罐吸附，再運(yùn)行一段時(shí)間后啟動(dòng)A罐再生且啟動(dòng)C罐吸附，以此類推。
（3）脫附系統(tǒng)
活性炭纖維吸附飽和后，使用蒸汽/熱風(fēng)進(jìn)行再生，有機(jī)物被蒸汽從活性炭纖維孔道中吹出。
（4）油水分離系統(tǒng)
被蒸汽/熱風(fēng)吹出的有機(jī)物進(jìn)入冷凝器冷凝后再進(jìn)入油水分離系統(tǒng)分離出有機(jī)物。
脫附后的活性炭纖維罐用干燥風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹掃，脫附氣經(jīng)冷凝后再回到吸附系統(tǒng)前端，吸附罐得以重新利用。
3.影響活性炭纖維吸附的因素
（1）內(nèi)在因素
①比表面積
活性炭纖維的吸附能力受比表面積影響。當(dāng)然，不同材質(zhì)和技術(shù)制備的活性炭纖維，比表面積也存在一定差異；
②表面化學(xué)性
即使是孔隙結(jié)構(gòu)相似的活性炭纖維，吸附能力也會(huì)存在顯著差異。造成這種情況的其中一個(gè)因素，是因?yàn)榛钚蕴坷w維表面存在的官能團(tuán)或離子的種類和數(shù)量不同。
（2）外在因素
①相對(duì)濕度
氣體中的相對(duì)濕度一般對(duì)于去除VOCs是不利因素，因?yàn)樗魵鈺?huì)和其競(jìng)爭(zhēng)吸附點(diǎn)位，濕度越大，VOCs去除效率越低；
②進(jìn)氣流量
對(duì)于給定的活性炭床體積，增大進(jìn)氣流量將會(huì)使得VOCs在床層中的停留時(shí)間變短，從而降低VOCs去除效率；
③溫度
由于待處理廢氣的初始溫度以及活性炭纖維吸附過(guò)程會(huì)放熱，導(dǎo)致活性炭纖維的工作溫度變化很大。而床層溫度過(guò)高會(huì)使得其吸附量下降；
④吸附床層高度
對(duì)于給定的廢氣風(fēng)量，不同的床層高度，吸附效果也不一樣。通過(guò)計(jì)算風(fēng)量及床層高度之間的關(guān)系，可以發(fā)出氣體在床層的停留時(shí)間。而停留時(shí)間越長(zhǎng)，意味著活性炭纖維與廢氣接觸得越充分，吸附效果也越好。
在YIHEAC做的諸多項(xiàng)目中，我們也遇到過(guò)將活性炭纖維吸附回收技術(shù)與RTO技術(shù)結(jié)合的案例。廢氣中的主要組分經(jīng)過(guò)吸附冷凝回收再利用，然后將剩余的廢氣送入RTO系統(tǒng)中焚燒處理，一是節(jié)約了成本，二是不會(huì)使得過(guò)剩濃度的廢氣焚燒后產(chǎn)生大量的熱量而造成浪費(fèi)，三是若回收的組分為含鹵素有機(jī)物，也降低了RTO本體及后端設(shè)備、管道等的被腐蝕可能性。
綜上，在進(jìn)行活性炭纖維吸附回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，同RTO治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣，我們也需要根據(jù)客戶所提供的廢氣參數(shù)，包含風(fēng)量、組分、濃度、溫度和濕度等，以達(dá)標(biāo)排放、安全運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)實(shí)用為準(zhǔn)則進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而關(guān)于活性炭纖維吸附回收技術(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、使用場(chǎng)合及優(yōu)缺點(diǎn)，我們將在活性炭纖維吸附回收技術(shù)簡(jiǎn)介（二）中介紹，如有不合理之處，歡迎您的交流與指正。
參考文獻(xiàn)
1.百度百科，活性炭纖維的定義；
