活性炭箱培训资料.docx

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活性炭箱培训资料

活性炭箱培训资料

泰安中锐能源环保科技有限公司

2016年5月

活性炭箱培训资料

技术部李敦迎

一、活性炭吸附箱简介

活性炭是一种黑色粉状、粒状或柱状的无定形具有多孔的炭。

主要成份为炭，还含有少量氧、氢、硫、氮、氯。

也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层不规则堆积。

具有较大的表面积（500～1000㎡/克）。

有很强的吸附能力，能在它的表面上吸附气体，液体或胶态固体。

对于气、液的吸附可接近于活性炭本身的质量的。

活性炭是一种很细小的炭粒,有很大的内表面积,而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管.这种毛细管具有很强的吸附能力,由于炭粒的表面积很大,所以能与气体（杂质）充分接触,当这些气体（杂质）碰到毛细管就被吸附,起净化作用。

活性炭吸附的实质是利用活性炭吸附的特性把低浓度大风量废气中的有机溶剂吸附到活性炭中。

活性炭吸附法主要用于低浓度气态污染物的脱除。

二、活性炭吸附箱原理

当废气由风机提供动力，负压进入吸附箱后进入活性炭吸附层，由于活性炭吸附剂表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当活性炭吸附剂的表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在活性炭表面，此现象称为吸附。

利用活性炭吸附剂表面的吸附能力，使废气与大表面的多孔性活性炭吸附剂相接触，废气中的污染物被吸附在活性炭表面上，使其与气体混合物分离，净化后的气体高空排放。

活性炭吸附箱是一种干式废气处理设备，由箱体和填装在箱体内的吸附单元组成。

三、活性炭吸附箱的使用范围

活性炭吸附箱主要用于大风量低浓度的有机废气处理；活性炭吸附剂可处理净化多种有机和无机污染物：

苯类、酮类、醇类、醚类、烷类及其混合类有机废气、酸性废气、碱性废气；主要用于制药、冶炼、化工、机械、电子、电器、涂装、制鞋、橡胶、塑料、印刷及环保脱硫、除臭和各种工业生产车间产生的有害废气的净化处理。

四、性能特点

1、吸附效率高,能力强；

2、能够同时处理多种混合有机废气；净化效率≥95%；

3、设备构造紧凑，占地面积小，维护管理简单，运转成本低廉；

4、操作简易、安全；

5、全密闭型，室内外皆可使用。

五、设备的选用

吸附塔从性能上分：

高效型、标准型和经济型。

吸附塔从材质上分：

PVC、FRP/PVC、碳钢板和304不锈钢。

活性炭箱技术数据表

型号

处理风量m3/h

活性碳T

设备阻力Pa

吸附率%

外形尺寸mm

活性炭层尺寸（长×宽×高*层数）

ZR-HXT-300

3000

0.1-0.2

≤600

≥95

2000×800×700

900×200×700*2

ZR-HXT-500

5000

0.1-0.2

≤600

≥95

2100×1100×900

1000×200×900*2

ZR-HXT-1000

10000

0.2-0.3

≤600

≥95

2400×1200×1200

1100×150×1200*2

ZR-HXT-1500

15000

0.3-0.4

≤600

≥95

2800×1250×1500

1300×200×1500*2

ZR-HXT-2000

20000

0.4-0.5

≤600

≥95

3300×1250×1500

1800×150×1500*2

ZR-HXT-2500

25000

0.5-0.6

≤600

≥95

3800×1250×1750

1900×150×1750*2

ZR-HXT-3000

30000

0.6-0.7

≤600

≥95

4000×1250×2050

1900×150×2050*2

ZR-HXT-3500

35000

0.7-0.8

≤600

≥95

4500×1250×2450

2000×120×2450*2

ZR-HXT-4000

40000

0.8-0.9

≤600

≥95

4500×1500×2450

2000×100×2450*3

型号

处理风量m3/h

碳层体积m3

活性碳量T

塔内风速m/s

风筒直径（m）

风筒截面积m2

ZR-HXT-300

3000

0.25

0.15

0.66

0.30

0.07

ZR-HXT-500

5000

0.36

0.22

0.77

0.38

0.12

ZR-HXT-1000

10000

0.40

0.24

1.05

0.54

0.23

ZR-HXT-1500

15000

0.78

0.47

1.07

0.67

0.35

ZR-HXT-2000

20000

0.81

0.49

1.03

0.77

0.46

ZR-HXT-2500

25000

1.00

0.60

1.04

0.86

0.58

ZR-HXT-3000

30000

1.17

0.70

1.07

0.94

0.69

ZR-HXT-3500

35000

1.18

0.71

0.99

1.02

0.81

ZR-HXT-4000

40000

1.47

0.88

0.76

1.09

0.93

六、活性炭箱的形式

工业废气净化对活性炭箱的基本要求：

（1）具有足够的过气断面和停留时间；

（2）良好的气流分布；

（3）预先除去入口气体中污染吸附剂的杂质；

（4）能够有效地控制和调节吸附操作温度

（5）易于更换吸附剂。

吸附工艺根据吸附剂在吸附器上的工作状态，可将吸附器分为固定床、移动床和流化床过程，相应的三种吸附器的主要特点比较见表一：

表一、三种活性炭箱主要特点比较

类型

主要特点比较

固定床活性炭箱

1．结构简单、制造容易、价格低廉

2.适用于小型、分散、间歇性的污染源治理

3．吸附和脱附交替进行、间歇操作

4．应用广泛

移动床活性炭箱

1．处理气体量大，吸附剂可循环使用，适用于稳定、连续、量大的气体净化

2.吸附和脱附连续完成

3．动力和热力消耗较大，吸附剂磨损较为严重

流化床活性炭箱

1．结构复杂，造价昂贵

2．气体和固体接触相当充分

3.生产能力大，适合治理连续性、大气量的污染源

4．吸附剂和容器的磨损严重

七、活性炭层压降的计算

流体通过固定床吸附器时，由于流体不断地分流和回合，以及流体与吸附剂颗粒和器壁的摩擦阻力，会产生一定的压降。

在设计固定床吸附器时多采用流路模型估算床层压力降，若对压力降计算有更高的要求，则可直接用实验测得的数据。

流路模型估算床层压力降用下式计算：

从公式中可以看出：

活性炭层的阻力与以下几个方面有关系：

1、活性炭层厚度；2、过炭层的风速；3、活性炭层孔隙率；4、活性炭粒径；5、工业废气的密度和粘度。

空气混合物性质：

流体密度ρf=1.147kgf/m3，黏度µf=1.94×10-5PaS

吸附的粒状活性炭性质：

平均直径dp=0.004m

固定床孔隙率ε=0.5

ΔP=（363.75×U+2007.25×U2）×h

ε=0.45时，ΔP=（603.83×U+3030.95×U2）×h

ε=0.4时，ΔP=（1018.5×U+4717.04×U2）×h

炭层阻力计算示例表

空塔风速m/s

炭层厚度m

活性炭直径mm

炭层空隙率

炭层阻力Pa

1

0.2

0.04

0.4

1147

1

0.2

0.04

0.45

727

1

0.2

0.04

0.5

474

0.38

0.2

0.04

0.5

86

八、活性炭箱定期保养与维护

1.此设备工作运行过程中是绝对禁止打开检修，如要检修关闭风机后进行。

2.设备使用一个月应检查设备内部。

2.1检查设备外部是否有损伤，破裂，有则应给予修正。

2.2检查活性炭支撑体是否有破裂、损坏，有则应给予修正。

2.3检查活性炭棉是否被漆雾堵塞，如是应该更换。

2.4检查设备门螺丝是否松脱，有则需给予修正。

３.不可用水冲洗设备内部。

４.非工程技术人员，请勿自行改装，以免发生不能正常工作。

５.每三个月更换一次活性炭。

设备维护保养检查表

设备名称：

设备编号：

型号规格：

制造厂名：

启用日期：

检查日期：

项次

检查内容

状况

措施

１

检查活性炭过滤盒是否有破裂、损坏。

２

检查设备外部是否有损伤，破裂。

３

检查设备门螺丝是否松脱。

检查人：

结论：

审核：

活性炭更换记录表

设备名称：

设备编号：

型号规格：

制造厂名：

启用日期：

操作人：

项次

更换日期

规格

重量（Kg）

签名

复核

九、活性炭箱再生原理及工艺流程

1、吸附：

　　有机废气经过滤器除去固体颗粒物质，由上而下进入吸附罐，有机物被活性炭捕集、吸附并浓缩，净化的空气从罐体下部经主风机排入大气。

2、解吸：

　　当活性炭吸附有机物达到饱和状态后，停止吸入有机废气。

通过活性炭床向上送入蒸汽进行吹脱，将有机物自活性炭中逐出，即解吸。

罐中活性炭恢复其活性，即再生。

3、热风干燥及冷却：

　　用蒸汽解吸后的活性炭层中，约留有80～90%的蒸汽凝液，填充了活性炭内孔，从而降低了炭层的活性。

因此，通入热空气对炭层进行干燥。

然后关闭蒸汽阀门，再通入常温空气，冷却至25℃左右，活性炭恢复如初，以备再循环使用。

4、有机溶剂回收：

　　利用有机溶剂露点温度较高的特点，将蒸汽和有机溶剂的混合物引入冷凝器，使其冷凝，冷凝液经疏水阀进入分离器，利用溶剂比水轻的特点，分离回收。

5、凝水净化：

　　为保证冷凝水的洁净，避免有机溶剂的凝水排入水体，在分离器内分离后的水中通入压缩空气，使水中有机溶液剂充分解脱。

被压缩空气逐出的含有机物空气折返废气系统，重新吸附。

净化后的冷凝水，排入下水道。

6、连续吸附措施：

　　在连续生产的工厂中，吸附系统也需相应连续工作，可在废气净化系统设计中，选用双罐系列，以便吸附、再生交替连续使用。

7、再生周期：

　　再生周期应根据净化后排气中有害气体浓度而定。

当有害气体浓度接近超标数值时，即应停止吸附，进行再生。

帮系统初始工作阶段需及时测定排出口有害气体浓度，以便掌握合理吸附再生周期。

十、活性炭特性：

活性炭是一种黑色粉状、粒状或柱状的无定形具有多孔的炭。

主要成份为炭，还含有少量氧、氢、硫、氮、氯。

也具有石墨那样的精细结构，只是晶粒较小，层层不规则堆积。

具有较大的表面积（500～1000㎡/克）。

有很强的吸附能力，能在它的表面上吸附气体，液体或胶态固体。

对于气、液的吸附可接近于活性炭本身的质量的。

活性炭吸附作用是具有选择性，非极性物质比极性物质更易于吸附。

在同一系列物质中，沸点越高的物质越容易被吸附，压越大、温度越低，浓度越高，吸附量越大，反之，减压、升温有利气体的解吸。

活性炭常用于气体的吸附、分离和提纯、溶剂的回收、糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂，饮用水或冰箱的除臭剂，防毒面具的滤毒剂，还可用作催化剂或金属盐催化剂的截体。

活性炭吸附处理或回收的气体种类有：

苯、甲苯、二甲苯、氯化烃、酮、醇、氨、甲硫醇、硫化氢、二甲硫、三甲氨等有机溶剂。

也可单独处理各种有机废气及恶臭气体，并应用于喷漆雾净化、焊烟处理等。

活性炭应用领域：

印刷、油漆、橡胶、塑料、制药、制造及化工。

煤质柱状活性炭选用优质无烟煤为原料，采用先进工艺精制加工而成，外观呈黑色圆柱状颗粒；具有合理的孔隙结构，良好的吸附性能，机械强度高，易反复再生，造价低等特点；用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。

煤质柱状活性炭物理、化学性能分析（GB/T7701.7-1997）

分析项目

测试数据

分析项目

测试数据

碘值

≥850mg/g

机械强度

≥90%

比表面积

500－900m2/g

水分

≤10%

充填密度

0.45－0.55g/cm

PH值

按要求生产

苯吸附

≥400mg/g

亚甲蓝值

≥8ml/g

应用　　

煤质柱状活性炭用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。

并且广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收；环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化；以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。

活性炭在未来将会有极好的发展前景和广阔的销售市场。

影响活性炭使用寿命的关键因素：

使用环境中有害物质的总量大小以及脱附的频率。

由于活性炭吸附有害气体的质量可以接近甚至达到其本身的质量，而在普通家庭空间空气中，有害气体的质量远远小于活性炭的使用量。

因此，只要经常将活性炭放置在太阳下爆晒，活性炭就可以长期使用。

世界公认：

活性炭为"万能吸附剂"。

碘值：

碘值是活性炭的一个性能差数，果壳，竹炭,煤制的碘值都在几百，活性炭碘值从800,850,900,950,1000,1100mg/g等多种，吸附能力也不同！

成本价格也不同！

同碘值的活性炭也只有椰壳的效果最好。

活性炭质量的简单鉴定方法：

用手掂重量：

上面已经介绍过了，要想提高活性炭的吸附性能，只有尽可能多地在活性炭上制造孔隙结构，孔隙越多，活性炭越酥松，相对密度也就会越轻，因此好的活性炭手感上会比较轻，在同等重量包装的情况下，性能好的活性炭会比劣质活性炭体积大许多。

看气泡：

将一小把活性炭投入水中，由于水的渗透作用，水会逐渐浸入活性炭的孔隙结构中，迫使孔隙中的空气排出，从而产生一连串的极为细小的气泡，在水中拉出一条细小的气泡线，同时会发出丝丝的气泡声，十分有趣。

这种现象发生得越剧烈，持续时间越长，活性炭的吸附性就越好。

看脱色能力：

活性炭吸附能力的另一个表现就是脱色能力，活性炭具有能将有色液体变成浅色或无色的神奇能力，这其实就是因为活性炭吸附了有色液体里的色素分子的原因造成的。

正因为活性炭的这种特性，被广泛应用于制糖工业领域中红糖变白糖的生产过程中。

取两只透明杯子，在一只杯子里放入纯净水，然后滴入一滴红墨水（这里可以用任何一种便于观察但不改变水的性质的色素都可以，例如蓝墨水、打印机彩色墨水，但不能使用墨汁和碳素墨水），搅拌均匀后将一半有色水倒入另一个杯子中留作对比样。

将活性炭放入有色水中，数量应达到水的一半或更多，这样效果会比较明显，静置10―20分钟后与对比水样进行对照，在同等条件下，脱色效果越强说明活性炭吸附性越好。

活性炭虽然在外型和用途方面可以有许多品种，但活性炭有一个共同的特性，那就是“吸附性”。

活性炭产生吸附性的原因就是因为它有发达的孔隙结构，就象我们所见到的海绵一样，在同等重量的条件下，海绵比其他物体能吸收更多的水，原因也是因为它具有发达的孔隙结构。

但活性炭的这种孔隙结构是肉眼无法看见的，因为他们只有10-12mm至10-5mm之间，比一个分子大不了多少。

活性炭孔隙发达的程度是难以想象的，若取1克活性炭，将里面所有的孔壁都展开成一个平面，这个面积将达到1000平方米（既比表面积为1000m2/g）！

影响活性炭吸附性的主要因素就取决于内部孔隙结构的发达程度。

只有具备大量孔径略大于有毒有害气体分子直径的活性炭，才有极强的吸附能力。

而要达到这一要求，对活性炭的材料选择和加工（造孔、活化）要求就极为严格。

活性炭完全符合气相吸附，颗粒大小在20-40目，比表面积极大，内部空隙发达，密度小，手感轻，气泡现象剧烈，同样重量体积更大，可有效净化室内空气。

能够吸附空气中的有味、有毒及各种有害气体，特别是对空气中的甲醛、苯系物、TVOC、CO（一氧化碳）、NH3（氨气）、O3（臭氧）Cl2（氯气）等有独特的吸附净化及催化的能力，广泛用于装修污染去除、过虑器和空调等设备中。

十一、活性炭的使用注意事项：

1、运输与装卸：

活性炭在运输过程中，不得用铁钩拖拽，应防止与坚硬物质混装，不可强烈振动、磨擦、踩、砸，严禁抛掷，应轻装轻卸，以减少炭粒破碎，影响使用。

2、储存：

应储存于阴凉干燥处，防止内外包装袋破裂，防止受潮和吸附空气中其它物质，影响使用效果。

严禁与有毒有害气体或易挥发物质混放，存放要远离污染源。

3、严禁水浸：

活性炭属于多孔性吸附类物质，所以在运输、储存和使用过程中，都要绝对防止水浸，因水浸后，水填充了活性孔隙，减少了活性炭比表面与气体的直接接触，严重影响使用效果。

4、防止焦油类物质：

在使用过程中，应禁止焦油类粘稠物质进入活性炭床，以免堵塞活性炭孔隙或遮盖了活性炭展开表面，使气体不能与活性炭展开表面接触，失去应用效果，如气体中含有此类物质，应在气体进入活性炭床前进行清除（最好有除焦设备）以达到好的应用效果。

5、防火：

活性炭在储存或运输时，防止与火源直接接触，以防着火。

活性炭再生时避免进氧并再生彻底，再生后必须用蒸气冷却降至800℃以下，否则温度高，遇氧，活性炭自燃。

6、使用：

装填时应先筛去因搬运产生的碎粒与粉尘。

然后层层均匀铺开，不得从进料孔处直接倒入，以免使大小颗粒装填不均，最终造成气体偏流，影响使用效果。

装填结束，开车前应先吹空，吹出活性炭表面粘附粉尘，避免开车后粉尘带入后工段而影响正常生产。

7、安全需知：

湿的活性炭需要从空气中除去氧，在安全密闭的容器内氧的消耗会造成有毒的环境，假如工人进到含有活性炭的容器内适当取样或低含氧空间作业，应遵守国家相关标准及作业规范。

2016年5月30日