活性炭吸附装置处理VOCs：从设计到运维

活性炭吸附装置处理VOCs：从设计到运维

一、工艺简介

活性炭吸附技术是当前 VOCs 治理的主流技术，适用于间歇式生产、低风量（＜30000m?/h）、中低浓度（≤300mg/m?）、低湿度有机废气处理。

 

二、核心参数全梳理

1. 主要设计依据

标准编号	标准名称
HJ 2026	吸附法工业有机废气治理工程技术规范
HJ 2000	大气污染治理工程技术导则
HJ/T 386	工业废气吸附净化装置
GB 50019	采暖通风与空气调节设计规范
GB/T 50051	烟囱工程技术标准

2. 适用范围

适用条件：风量＜30000m?/h、VOCs 进口浓度≤300mg/m?，不含低沸点、易溶于水组分的废气；不适用组分：苯乙烯、丙烯酸酯、环己酮、低分子有机酸（易聚合 / 氧化）及难脱附物质。

3. 处理能力

· 净化效率：不得低于 90%；

· 设计风量：按最大废气排放量的 120% 设计；

· 集气要求：

· 密闭空间：整体密闭换风次数≥20 次 /h，车间整体密闭≥8 次 /h；

· 局部集气罩：距开口最远处控制风速≥0.3m/s（依据 GB/T 16758）；

· 风机要求：需匹配集气罩风量，不达标时可通过换大功率风机、增设烟道风机等改造。

4. 废气预处理要求

预处理项目	控制指标	超标措施
温度	装置表面≤60℃，进气温度≤40℃	增设冷却设备
湿度	相对湿度（RH）≤80%，优选≤70%	增设除湿设备
浓度	≤300mg/m?，且低于爆炸极限下限 25%	稀释或预处理脱附
颗粒物	≤1mg/m?	过滤或洗涤预处理
油雾	无油雾	设置静电除油设施

5. 气体流速（按吸附剂类型）

吸附剂类型	气体流速（m/s）	额外要求
颗粒活性炭	≤0.60	装填厚度≥0.4m，避免短路
活性炭纤维	≤0.15	-
蜂窝活性炭	≤1.20	-
移动式蜂窝吸附剂	≤1.20	-
移动床 / 流化床颗粒吸附剂	按需确定	依据吸附剂用量、粒度等

6. 压力损失

· 纤维状吸附剂：吸附单元压力损失≤4kPa；

· 其他形状吸附剂（颗粒 / 蜂窝）：≤2.5kPa；

· 监测要求：每个活性炭箱体安装 1 个压差计，压差超限需更换活性炭。

7. 停留时间

吸附剂与气体接触时间宜为 0.5s-2.0s，结合成本与处理效果，常规设计取 0.5s-1s。

8. 活性炭填充量

（1）计算公式

填充体积：填充质量：

 

（2）估算参考表

风量Q范围（Nm?/h）	VOCs 初始浓度范围（mg/Nm?）	最少装填量（吨，按 500h 使用计）
Q<5000	0-200	0.5
Q<5000	200-300	2
Q<5000	300-400	3
Q<5000	400-500	4
5000≤Q<10000	0-200	1
5000≤Q<10000	200-300	3
5000≤Q<10000	300-400	5
5000≤Q<10000	400-500	7
10000	0-200	1.5
10000	200-300	4
10000	300-400	7
10000	400-500	10

注：1. 风量＞20000Nm?/h 时参照本表估算；2. 若以 NMHC 表征，VOCs 浓度：NMHC 浓度≈2:1。

9. 活性炭更换周期

（1）计算公式

 

（2）强制更换条件

出口 VOCs 浓度达排放限值 70% 时；累计运行不超过 500 小时或 3 个月（取先到者）。

10. 活性炭质量要求

吸附剂类型	碘值（mg/g）	BET 比表面积（m?/g）	其他指标
颗粒活性炭	≥800	≥850	-
蜂窝活性炭	≥650	≥750	横向抗压≥0.3MPa，纵向≥0.8MPa
活性炭纤维毡	-	≥1100	断裂强力≥5N

质量判断：优选墨黑色、手感轻、等体积重量小的产品；入水试验中，入水缓慢、吸水后持续释放气泡并发出 “嘶嘶” 声为优；

证明材料：需留存供应商提供的国家检验机构报告（含碘值、比表面积等）。

11. 安全生产要求

设施名称	安装要求	动作逻辑
压差计	每个箱体 1 个	压差超限提醒换炭
温度传感器	每个箱体 1 个	进气≤40℃，达 83℃报警；异常时停风机、关进风口、启紧急排放 / 冷却风
防火阀	进风风管（单独吸附工艺必装）	正常常开，气体温度 65-80℃时关闭（一次性，使用后需更换）
可选设施	冷风补风机、喷淋、换热器、远程控制	提升安全冗余

12. 设备管理及台账要求

启停顺序：吸附装置先于生产设备开启，后于生产设备停机；鼓励与生产装置联锁；铭牌内容：环保产品名称、型号、风量、活性炭名称 / 装填量 / 装填方式 / 碘值 / 比表面积；台账记录：设备启停时间、运行参数、活性炭采购 / 使用 / 更换 / 处置记录、电耗。