大同鹊盛活性炭有限公司知识普及：活性炭相关知识详解

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一、活性炭的定义与分类

活性炭是以煤、木材（木屑、竹屑、果壳等）为主要原料，经炭化、活化工艺制成的多孔性吸附材料，广泛应用于国防、化工、环保、医药、卫生、食品加工、轻工及水处理等工业与生活领域。

按材质可分为煤质、木质、合成材料等类型；按形状分为粉状、颗粒状、圆柱形、球形等，具体包括活性炭纤维、活性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等，常见品类有破碎颗粒活性炭、煤质/木质柱状活性炭、煤质粉状活性炭、椰壳活性炭、蜂窝状活性炭。

二、活性炭的使用方法

（一）吸附原理与影响因素

活性炭对VOCs的吸附是物理吸附与化学吸附共同作用的结果。自身性能方面，比表面积和孔隙率越大，吸附容量与吸附速率越高；外在因素中，温度、湿度、气体流速呈负相关影响——温度越高、湿度越大、气体流速越快，吸附作用力越弱，吸附效果越差。

（二）VOCs吸附处理应用

适用场景：连续稳定产生的废气可采用固定床或转轮吸附装置，非连续或浓度不稳定废气宜用固定床吸附装置；仅适用于VOCs产生量＜500kg/年、排放速率＜0.5kg/h的废气净化，优先选用蜂窝活性炭，且需采用煤质或木质颗粒活性炭。

不适用场景：废气中有机物主要成分沸点≥100℃，或颗粒物、油滴含量高、湿度大的，不建议直接使用；无法处理含苯乙烯、丙烯酸酯等易聚合氧化或含难脱附物质的废气。

关键参数：

1. 颗粒活性炭（优选柱状，直径≤5mm）：碘值≥800mg/g，灰分＜15%；吸附表观流速控制在0.2-0.6m/s，压力损失＜2500Pa；箱体气体流量500-20000m³/h，填充量与每小时处理废气量体积比≥1:7000，每1万Nm³/h废气处理吸附截面积≥4.6m²，穿透厚度＞400mm。

2. 蜂窝状活性炭：碘值≥650mg/g，横向强度≥0.3MPa，纵向强度≥0.8MPa；吸附表观流速＜1.2m/s，总压力损失＜600Pa；填充量与每小时处理废气量体积比≥1:5000，每1万Nm³/h废气处理吸附截面积≥2.3m²，穿透厚度＞500mm。

（三）规范填充要求

吸附设备需结构合理，保证气体流通顺畅、无短路无死角，金属材质需防腐处理，连接处严密不漏气，且设置装卸碳孔与内置均风装置。装填前需筛去碎粒与粉尘，采用层层平铺方式，避免直接倒入导致颗粒分布不均，引发气体偏流影响效果。不同风量与VOCs初始浓度对应的最少活性炭装填量，可参照表1执行（风量超20000Nm³/h时按表估算；以NMHC指标表征时，VOCs浓度与NMHC浓度比按2:1估算）。

表1 废气收集参数和最少活性炭装填量参考表

序号 风量(Q)范围（Nm³/h） VOCs初始浓度范围（mg/Nm³） 活性炭最少装填量（吨，按500小时使用时间计）

1 Q＜5000 0-200 0.5

2 Q＜5000 200-300 2

3 Q＜5000 300-400 3

4 Q＜5000 400-500 4

5 5000＜Q＜10000 0-200 1

6 5000＜Q＜10000 200-300 3

7 5000＜Q＜10000 300-400 5

8 5000＜Q＜10000 400-500 7

9 10000＜Q＜20000 0-200 1.5

10 10000＜Q＜20000 200-300 4

11 10000＜Q＜20000 300-400 7

12 10000＜Q＜20000 400-500 10

（四）使用常见问题

1.设施设计不合理：活性炭填充量不足，与污染物处理需求不匹配；风机风量过大、炭箱横截面积过小，气体流速不达标；蜂窝活性炭与过滤棉（网）安装位置颠倒，颗粒物未预处理影响吸附。

2.更换周期过长：更换周期与填充量成正比，与风量、VOCs进气浓度、运行时间成反比，多数企业因填充量小、风量大，理论更换周期约1周，实际却达3个月以上，导致设施失效。

3.以次充好：使用低碘值劣质活性炭，或用活性炭棉、蜂窝炭冒充，且存在炭箱填充不规范、夹层过小等问题。

4.危废处置不当：废弃活性炭未按要求进行危废申报登记。

三、活性炭的规范管理

（一）常规管理要求

1. 运输装卸：禁止用铁钩拖拽，避免与硬质材料混合，防止强烈振动、摩擦、踩踏、砸碎及投掷，轻装轻卸减少颗粒破碎。

2. 储存：存放于阴凉干燥处，防止包装袋开裂、受潮，严禁与有毒有害气体或挥发性物质混存，远离污染源。

3. 严禁浸水：多孔结构遇水后孔隙会被填满，大幅降低比表面积与气体接触面积，严重影响使用效果。

4. 防焦油物质：避免焦油黏稠物质进入活性炭床层，若废气中含有此类物质，需先通过除焦设备脱除。

5. 防火：储存运输时远离火源，再生时避开氧气并彻底再生，再生后需冷却至800℃以下再用蒸汽处理，防止高温遇氧自燃。

（二）饱和状态判断

准备两个容器，分别装入清水或黄药（无黄药可用甲基蓝）并搅拌均匀；将待检测活性炭放入其中一个容器，半小时后对比两容器液体颜色，若含活性炭的液体颜色变深，说明活性炭已饱和，需及时更换。

（三）更换周期规范

企业需在处理设备进气和出气管道设置符合《环境保护产品技术要求 工业废气吸附净化装置》（HJ/T386-2007）要求的采样口，便于监测吸附效率。当出口废气浓度＞排放限值的70%时，需立即更换活性炭，并做好台账与危废入库记录；原则上更换周期不超过累计运行500小时或3个月，具体可按公式计算：T=（G×10%）/（C×Q×T1）（其中T为更换周期（d），G为活性炭量（kg），C为VOCs削减浓度（mg/m³），Q为风量（m³/h），T1为每日运行时间（h/d））。

（四）危废处置要求

1. 台账记录：按《排污许可管理条例》等相关要求，建立环境管理台账，详细记录吸附剂种类及填装情况、一次性吸附剂更换时间与更换量、再生型吸附剂再生周期及更换情况、废吸附剂储存与处置情况，台账保存期限不少于5年。

2. 执行报告：填报年报时，在“废气污染治理设施正常运转情况表”中，如实填写活性炭吸附设施的运行时间、运行费用、去除效率和废活性炭产生量等信息。

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