VOCs協(xié)同治理是我國“十四五”期間的重大內(nèi)容之一和民生項目,目前相關(guān)企業(yè)使用活性炭進(jìn)行VOCs處理的工藝較為普遍,但是存在問題也很多,主要表現(xiàn)在:設(shè)計風(fēng)速與處理廢氣量不匹配、處理廢氣的設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理、關(guān)鍵材料吸附劑活性炭的質(zhì)量以次充好、活性炭吸附飽和后更換處置不及時等問題,從而使治理效果大為折扣。因此,結(jié)合我公司多年來的研究開發(fā)經(jīng)驗和應(yīng)用積累,分享一些心得,供各級環(huán)保管理部門、相關(guān)活性炭應(yīng)用單位在工作中參考。
一、活性炭質(zhì)量選擇
活性炭的質(zhì)量是治理VOCs的關(guān)鍵核心材料,根據(jù)經(jīng)驗和行業(yè)規(guī)定,活性炭的碘吸附≥800mg/g,蜂窩活性炭橫向抗壓強度應(yīng)不低于0.9MPa,縱向強度應(yīng)不低于0.4MPa,碘吸附值≥650mg/g。活性炭纖維其比表面積不低于1000㎡/g
各使用活性炭的企業(yè)應(yīng)存好所采購活性炭廠家關(guān)于活性炭碘值、水分等產(chǎn)品的出廠報告單、質(zhì)量合格證,以便隨時備查。
二、吸附設(shè)備選型
目前成熟而普遍應(yīng)用的是臥式活性炭罐、箱式活性炭罐,內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計需合理,氣體流通順暢、無溝流、壁流、無死角。活性炭吸附裝置的各個連接處均應(yīng)嚴(yán)密,使用前進(jìn)行打壓測試,不得漏氣。金屬材質(zhì)裝置外殼應(yīng)采用不銹鋼或防腐處理,表面光滑且耐腐蝕。
在活性炭吸附裝置的進(jìn)氣和出氣管道上設(shè)置氣體采樣口,采樣口設(shè)置應(yīng)符合《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求工業(yè)廢氣吸附凈化裝置HJ/T 386-2007》的要求,便于日常監(jiān)測活性炭吸附效率。根據(jù)活性炭更換周期及時更換活性炭,更換的活性炭按險廢處理或交于有資質(zhì)的再生單位再生后合理使用
三、風(fēng)速的設(shè)計
采用活性炭法處理VOCs首先要關(guān)注炭層的風(fēng)速,風(fēng)速太快吸附不到位,風(fēng)速過低影響處理量,因此風(fēng)速必須科學(xué)、可行。廢氣的治理應(yīng)在密閉的空間中進(jìn)行或采用全密閉集氣罩收集,無法密閉的采用局部集氣罩收集,根據(jù)現(xiàn)場廢氣排放特點合理選擇收集點位,按《排風(fēng)罩的分類和技術(shù)條件》(GB/T 16758)規(guī)定,設(shè)置能有效收集廢氣的集氣罩,距集氣罩開口面遠(yuǎn)處的VOCs無組織排放位置,控制風(fēng)速不低于0.3米/秒。
活性炭吸附裝置所采用的引風(fēng)機(jī)應(yīng)滿足場所集氣罩形狀、大小數(shù)量及控制風(fēng)速等測算的風(fēng)量所需并有富余。通過更換電機(jī)或變頻調(diào)速仍達(dá)不到要求的,則更換風(fēng)機(jī)、改造管道。
四、炭層厚度(高度)和流速的確定
活性炭吸附裝置內(nèi)的氣體流速根據(jù)吸附劑的特性或顆粒大小確定:
在采用3~4mm顆粒活性炭時,氣體流速為0.5m/s,裝填厚度不得低于0.5m。裝填活性炭時應(yīng)振動密實并加網(wǎng)覆蓋,避免氣流擾動導(dǎo)致活性炭轉(zhuǎn)動摩擦;
采用蜂窩活性炭時,氣體流速以1~1.50m/s為宜。
五、廢氣的預(yù)處理(必要時)
因使用場景不同、應(yīng)用環(huán)境各異,進(jìn)入吸附裝置的VOCs氣體中顆粒物濃度、溫度、濕度應(yīng)有要求,一般應(yīng)分別低于1mg/m3 、40℃和80%,若顆粒物含量超過1mg/m3時,應(yīng)先采用過濾或洗滌等方式進(jìn)行預(yù)處理。
使用企業(yè)應(yīng)制訂定期檢測和更換過活性炭的制度,以及設(shè)備運行維護(hù)規(guī)程,保障活性炭在低顆粒物、低濕度條件下延長使用期限。
六、活性炭填充量的設(shè)計
無論有無活性炭在線再生,采購顆粒活性炭處理VOCs廢氣前,通常考慮活性炭的使用量不應(yīng)低于VOCs產(chǎn)生量的6倍,即1噸VOCs的處理量,需6噸活性炭。活性炭更換周期一般應(yīng)超過3個月。實際工作中,填充量、更換周期根據(jù)企業(yè)實際情況和排放檢測數(shù)據(jù)具體確定。
七、規(guī)范企業(yè)環(huán)保管理考核制度
活性炭吸附處理裝置應(yīng)先于產(chǎn)生廢氣的生產(chǎn)工藝設(shè)備開啟、晚于生產(chǎn)工藝設(shè)備停機(jī),實現(xiàn)與生產(chǎn)裝置的連鎖控制。活性炭吸附裝置應(yīng)設(shè)置銘牌并張貼在裝置醒目位置(可參照排污口設(shè)置規(guī)范),包含裝置產(chǎn)品名稱、型號、風(fēng)量、活性炭名稱、裝填量、裝填方式、活性炭碘值等內(nèi)容。
企業(yè)應(yīng)做好活性炭吸附日常運行維護(hù)臺賬記錄,主要包括設(shè)備運行啟停時間、設(shè)備運行參數(shù)、耗材消耗(采購量、使用量、裝填量、更換量和更換時間、處置記錄等)及能源消耗(電耗)等。
實際工作中,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)要求,規(guī)范運行活性炭處理工藝。
八、幾點建議
1、對未配套建設(shè)廢氣治理設(shè)施的企業(yè)依法責(zé)令停產(chǎn),限期整改;
2、新建企業(yè)應(yīng)更換為高效治理工藝,采用多種工藝組合式進(jìn)行改造。
3、改造或新建企業(yè)完善VOCs治理排放在線監(jiān)測系統(tǒng)
4、應(yīng)用活性炭治理VOCs的企業(yè)建立簡單有效的活性炭檢驗室,常規(guī)測試水分、水容量、碘吸附值、灰分、揮發(fā)分即可。
4、延長生產(chǎn)工藝設(shè)備停機(jī)后VOCs治理系統(tǒng)的運行時間,以免熱量散發(fā)不徹底引發(fā)著火。
5、使用活性炭數(shù)量大的單位配套活性炭再生系統(tǒng)(在線再生或原位再生),重復(fù)利用活性炭,大幅降低治理成本。
深圳凈森源活性炭有限公司
2023年2月4日