废气治理工程中蜂窝活性炭吸附装置的设计参数取值依据汇编

蜂窝活性炭 honeycomb-type activated carbon

把粉末状活性炭、水溶性黏合剂、润滑剂和水等经过配料、捏合后挤出成型,再经过干燥、炭化、活化后制成的蜂窝状吸附材料。

由于资料来(jǐn)源()广()泛(chù),涉及蜂窝活性炭吸附装置设计的方(jiù)方(zhè)面()面(xiàng),为了节约大家的时间,我挑大家比较关心的几项蜂窝活性炭吸附装置设计参数取值要求,放置在文章的最前面,但并不代表其他的技术要求无足轻重:

来源气体流速接触时间装填厚度活性炭动态吸附量
HJ 2026-2013宜低于 1.2 m/s\\\
GB 50019-2015宜取 0.70 m/s~1.20 m/s宜为 0.5 s~2.0 s\\
广东省< 1.2 m/s\不低于 300 mm15%
深圳市宜低于 1.00 m/s\不宜低于 600 mm15%
佛山市空塔速度不超过 1.2 m/s0.5-1 s不宜低于 0.6 m\
厦门市宜低于 1.2 m/s0.75 s\10-15%

1 处理能力

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ 2026-2013)

6.1.2  治理工程的处理能力应根据废气的处理量确定,设计风量宜按照最大废气排放量的 120% 进行设计。

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2015)

7.3.5  吸附装置应符合下列规定:

1  宜按最大废气排放量的 120% 进行设计

《厦门市生态环境局关于开展简易低效挥发性有机物治理设施清理整治的通知》(厦环大气〔2023〕6号):

治理工程的处理能力应根据废气的处理量确定,设计风量宜按照最大废气排放量的 120% 进行设计

2 废气温度

《涂装作业安全规程 有机废气净化装置安全技术规定》(GB 20101-2006)

5.3  活性炭吸附器内应设置自动降温装置

5.5  活性炭吸附器气体进出口和吸附器内部应设有多个温度测定点和相应的温度显示调节仪,随时显示各点温度。当温度超过设定最高温度时,立即发出报警信号,并且自动开启降温装置。两个温度测试点之间距离宜不大于 1 m,测试点与设备外壁之间距离宜不大于 60 cm。

《环境保护产品技术要求 工业废气吸附净化装置》(HJ/T 386-2007)

4.3.2  吸附装置主体的表面温度不高于 60℃

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ 2026-2013)

4.4  进入吸附装置的废气温度宜低于 40℃

《厦门市生态环境局关于开展简易低效挥发性有机物治理设施清理整治的通知》(厦环大气〔2023〕6号):

设施入口废气应视情况进行除颗粒物、除湿、降温等预处理,确保废气颗粒物浓度低于 1 mg/m3温度低于 40 ℃,相对湿度低于 80%。

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

每个活性炭箱体应安装 1 个温度传感器,检测进气温度(活性炭箱体要求进气温度不大于 40℃)。在进风风管必须安装防火阀(安全阀),当活性炭箱的气体温度升高至防火阀限值(65-80 ℃),防火阀关闭。

3 废气浓度

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ 2026-2013)

4.1  除溶剂和油气储运销装置的有机废气吸附回收外,进入吸附装置的有机废气中有机物的浓度应低于其爆炸极限下限的 25%。当废气中有机物的浓度高于其爆炸极限下限的 25% 时,应使其降低到其爆炸极限下限的 25% 后方可进行吸附净化。

4.3  进入吸附装置的颗粒物含量宜低于 1 mg/m3

《温州市生态环境局关于加强 2022 年度挥发性有机活性炭吸附处理设施运行管理工作的通知》(温环发〔2022〕13号):

采用活性炭吸附处理技术,原则上 VOCs 浓度不超过 30O mg/m3,废气中涉及颗粒物、油烟(油雾)、水分等影响吸附过程物质的,应采取相应的预处理措施,入口废气颗粒物浓度宜低于 1 mg/m3,温度宜低于 40℃,相对湿度(RH)宜低于80%

《深圳市工业有机废气治理用活性炭更换技术指引(试行)》(2023-05):

4.1 进入活性炭吸附装置的废气中颗粒物含量宜低于 1 mg/m3

4.2 进入活性炭吸附装置的废气温度宜低于 40℃

4.3 进入活性炭吸附装置的废气的相对湿度宜低于 70%

4.4 进入活性炭吸附装置的废气中有机物的浓度应低于其爆炸极限下限的 25%

4.5 对于含有腐蚀性气体的废气,应进行预处理。

4.6 废气中有机物浓度较高时,宜先采用冷凝工艺对废气进行处理后,再进行吸附。

《广东省生态环境厅关于印发工业源挥发性有机物和氮氧化物减排量核算方法的通知》(粤环函〔2023〕538号)

废气相对湿度高于 80% 时不适用(活性炭吸附技术)。

《厦门市生态环境局关于开展简易低效挥发性有机物治理设施清理整治的通知》(厦环大气〔2023〕6号):

设施入口废气应视情况进行除颗粒物、除湿、降温等预处理,确保废气颗粒物浓度低于 1 mg/m3,温度低于 40 ℃,相对湿度低于 80%

《成都市制药行业建设项目环境影响评价审批与事中事后监管协同工作指南(试行)》(2023-12-20)、《成都市家具行业建设项目环境影响评价审批与事中事后监管协同工作指南(试行)》(2023-12-20):

原则上 VOCs 浓度不超过 300 mg/m3

相对湿度宜低于 80%

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

一般情况下,活性炭吸附工艺适用于间歇式生产、单体风量不大(小于 30000 m3/h 以下)、挥发性有机物进口浓度不高(300 mg/m3 左右,不超过 600 mg/m3)且不含有低沸点、易溶于水等物质组分的废气处理。VOCs 浓度不超过 300 mg/m3

进入吸附设备的废气颗粒物含量应低于 1 mg/m3,……若颗粒物含量超过 1 mg/m3,应先采过滤或洗涤进行预处理。

4 气体流度

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ 2026-2013)

6.3.3.3  固定床吸附装置吸附层的气体流速应根据吸附剂的形态确定。采用颗粒状吸附剂时,气体流速宜低于 0.60 m/s;采用纤维状吸附剂(活性炭纤维毡)时,气体流速宜低于 0.15 m/s;采用蜂窝状吸附剂时,气体流速宜低于 1.20 m/s

6.3.3.4  对于采用蜂窝状吸附剂的移动式吸附装置,气体流速宜低于 1.20 m/s;对于采用颗粒状吸附剂的移动床和流化床吸附装置,吸附层的气体流速应根据吸附剂的用量、粒度和体密度等确定。

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2015)

7.3.5  吸附装置应符合下列规定:

……

5  固定床吸附装置吸附层的风速应根据吸附剂的材质、结构和性能确定,采用颗粒状活性炭时,宜取 0.20 m/s~0.60 m/s;采用活性炭纤维毡时,宜取 0.10 m/s~0.15 m/s;采用蜂窝状吸附剂时,宜取 0.70 m/s~1.20 m/s

《深圳市工业有机废气治理用活性炭更换技术指引(试行)》(2023-05):

5.3.1 活性炭吸附装置吸附床层的气体流速应根据活性炭的形态确定。采用颗粒活性炭时,气体流速宜低于 0.50 m/s,装填厚度不宜低于 300 mm;采用蜂窝活性炭时,气体流速宜低于 1.00 m/s,装填厚度不宜低于 600 mm;采用活性炭纤维毡时,气体流速宜低于 0.15 m/s,装填厚度不宜低于 90 mm。吸附床层最小吸附截面积及装填厚度见附录 D。

《广东省生态环境厅关于印发工业源挥发性有机物和氮氧化物减排量核算方法的通知》(粤环函〔2023〕538号)

颗粒炭过滤风速 < 0.5 m/s;纤维状风速 < 0.15 m/s;蜂窝状活性炭风速 < 1.2 m/s

《厦门市生态环境局关于开展简易低效挥发性有机物治理设施清理整治的通知》(厦环大气〔2023〕6号):

采用颗粒状吸附剂时,气体流速应低于 0.6 m/s;采用纤维状吸附剂(活性炭纤维毡)时,气体流速应低于 0.15 m/s;采用蜂窝状吸附剂时,气体流速宜低于 1.2 m/s

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

对于采用固定床活性炭吸附处理的,活性炭箱设计的主要参数包括:蜂窝状活性炭箱气体空塔流速不超过 1.2 m/s,装填厚度不宜低于 0.6 m;颗粒状活性炭气体空塔流速不超过 0.6 m/s,装填厚度不宜低于 0.3 m;纤维状活性炭箱气体空塔流速不超过 0.15 m/s,装填厚度不宜低于 90 mm。

5 压力损失

《涂装作业安全规程 有机废气净化装置安全技术规定》(GB 20101-2006)

5.7  活性炭吸附器 气体进出口的风管上应设置压差计,以测定经过吸附器的气流阻力(压降),从而确定是否需要更换活性炭。

《环境保护产品技术要求 工业废气吸附净化装置》(HJ/T 386-2007)

4.2.2  吸附装置压力损失不大于 2.5 KPa

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

为规范活性炭安全生产管理,每个活性炭箱体应安装 1 个压差计,测量活性炭箱体两侧压力差距,当压力差增大到限值,应更换活性炭。

6 活性炭碘值

碘值 iodine number

在碘吸附等温线上,剩余浓度为 0.02 mol/L 时每克活性炭的吸附碘量,单位 mg/g。

部长信箱来信选登《关于活性炭碘值问题的回复》(2020-09-28):

目前市场上存在大量质量低、吸附效果差的活性炭,难以满足挥发性有机物(VOCs)污染控制要求,《2020 年挥发性有机物治理攻坚方案》提出“采用活性炭吸附技术的,应选择碘值不低于 800 毫克/克的活性炭”,目的是引导企业主动使用吸附效率高的活性炭,实现 VOCs 有效减排。对于采用颗粒状、柱状等活性炭吸附的,应选择碘值不低于 800 毫克/克的活性炭;采用蜂窝状活性炭吸附的,建议选择与碘值 800 毫克/克颗粒状、柱状等活性炭吸附效率相当的蜂窝状活性炭,并按照设计要求足量添加、及时更换

《关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知》(环大气〔2021〕65号)

采用颗粒活性炭作为吸附剂时,其碘值不宜低于 800 mg/g;采用蜂窝活性炭作为吸附剂时,其碘值不宜低于 650 mg/g;采用活性炭纤维作为吸附剂时,其比表面积不低于 1100 m2/g(BET 法)。一次性活性炭吸附工艺宜采用颗粒活性炭作为吸附剂。活性炭、活性炭纤维产品销售时应提供产品质量证明材料。

《深圳市工业有机废气治理用活性炭更换技术指引(试行)》(2023-05):

5.2.1 采用颗粒活性炭时,其碘值应不低于 800 mg/g,BET比表面积应不低于 850 m2/g;采用蜂窝活性炭时,其碘值应不低于 650 mg/g,横向抗压强度应不低于 0.3 MPa,纵向抗压强度应不低于 0.8 MPa,BET比表面积应不低于 750 m2/g;采用活性炭纤维毡时,其断裂强力应不小于 5 N,BET比表面积应不低于 1100 m2/g。其他技术指标宜符合 LY/T 3284 规定的优级品活性炭技术要求,见附录 A。

《广东省生态环境厅关于印发工业源挥发性有机物和氮氧化物减排量核算方法的通知》(粤环函〔2023〕538号)

颗粒活性炭碘值不低于 800 mg/g,蜂窝活性炭碘值不低于 650 mg/g

《厦门市生态环境局关于开展简易低效挥发性有机物治理设施清理整治的通知》(厦环大气〔2023〕6号):

采用颗粒活性炭作为吸附剂时,其碘值不宜低于 800 mg/g;采用蜂窝活性炭作为吸附剂时,其碘值不宜低于 650 mg/g;采用活性炭纤维作为吸附剂时,其比表面积不低于 1100 m2/g(BET法)。企业应留存活性炭产品质量证明材料。

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

活性炭品质是衡量活性炭吸附工艺有效性的关键参数,为确保治理效率,用于吸附治理的活性炭质量应满足如下基本条件:颗粒活性炭碘吸附值 ≥ 800 mg/g,比表面积 ≥ 850 m2/g;蜂窝活性炭横向抗压强度应不低于 0.9 MPa,纵向强度应不低于 0.4 MPa,碘吸附值 ≥ 650 mg/g,比表面积 ≥ 750 m2/g,孔径应不大于 3 mm(625 孔)。在实际生产管理中,排污单位应备好所购活性炭厂家关于活性炭碘值、比表面等相关证明材料。

7 装填厚度

《深圳市工业有机废气治理用活性炭更换技术指引(试行)》(2023-05):

5.3.1 活性炭吸附装置吸附床层的气体流速应根据活性炭的形态确定。采用颗粒活性炭时,气体流速宜低于 0.50 m/s,装填厚度不宜低于 300 mm;采用蜂窝活性炭时,气体流速宜低于 1.00 m/s,装填厚度不宜低于 600 mm;采用活性炭纤维毡时,气体流速宜低于 0.15 m/s,装填厚度不宜低于 90 mm。吸附床层最小吸附截面积及装填厚度见附录 D。

《广东省生态环境厅关于印发工业源挥发性有机物和氮氧化物减排量核算方法的通知》(粤环函〔2023〕538号)

(蜂窝状活性炭风速<1.2 m/s)活性炭层装填厚度不低于 300 mm

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

对于采用固定床活性炭吸附处理的,活性炭箱设计的主要参数包括:蜂窝状活性炭箱气体空塔流速不超过 1.2 m/s,装填厚度不宜低于 0.6 m;颗粒状活性炭气体空塔流速不超过 0.6 m/s,装填厚度不宜低于 0.3 m;纤维状活性炭箱气体空塔流速不超过 0.15 m/s,装填厚度不宜低于 90 mm。

8 接触时间

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2015)

7.3.5  吸附装置应符合下列规定:

……

5  吸附剂和气体的接触时间宜为 0.5 s~2.0 s

《厦门市生态环境局关于开展简易低效挥发性有机物治理设施清理整治的通知》(厦环大气〔2023〕6号):

废气在活性炭的停留时间不低于 0.75 s

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

废气停留时间保持 0.5-1 s

9 净化效率

《环境保护产品技术要求 工业废气吸附净化装置》(HJ/T 386-2007)

4.2.1  吸附装置净化效率不低于 90%

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ 2026-2013)

6.1.3  吸附装置的净化效率不得低于 90%

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2015)

7.3.5  吸附装置应符合下列规定:

……

2  净化效率不宜小于 90%

10 更换要求

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ 2026-2013)

6.3.3.5  对于一次性吸附工艺,当排气浓度不能满足设计或排放要求时应更换吸附剂;对于可再生工艺,应定期对吸附剂动态吸附量进行检测,当动态吸附量降低至设计值的 80% 时宜更换吸附剂。

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2015)

7.3.5  吸附装置应符合下列规定:

……

3  吸附剂连续工作时间不应少于 3 个月

《江苏省生态环境厅关于将排污单位活性炭使用更换纳入排污许可管理的通知》(苏环办〔2021〕218 号):

排污单位无废气处理设施设计方案或实际建设情况与设计方案不符时,参照以下公式计算活性炭更换周期,并在附件中上传计算 过程,计算中动态吸附量取值高于 10% 的应上传含有动态吸附量取值依据的活性炭性能证明文件。

……

s——动态吸附量,%;(一般取值 10%)

《温州市生态环境局关于加强 2022 年度挥发性有机活性炭吸附处理设施运行管理工作的通知》(温环发〔2022〕13号):

企业应当根据风量和 VOCs 初始浓度范围明确活性炭的填充量和更换时间,活性炭吸附比例按照每吨 150 kg 计算,原则上活性炭更换周期一般不应超过累计运行 500 小时或 3 个月,不同风量不同浓度的活性炭填充量详见附件 1。用于吸附脱附燃烧废气处理设施的活性炭使用寿命原则上不超过 6 个月。

《深圳市工业有机废气治理用活性炭更换技术指引(试行)》(2023-05):

6.1 一次性吸附工艺

6.1.1 企业应参照公式(1)计算活性炭更换周期,计算中动态吸附量取值高于 15% 的应提供含有动态吸附量取值依据的活性炭性能证明文件。

6.1.2 活性炭更换周期一般不应超过累计运行 500 小时或 3 个月

6.1.3 企业应定期检测活性炭吸附装置废气出口 VOCs 浓度,当出口污染物浓度超过规定排放限值的 70% 时,应及时更换新活性炭。

《广东省生态环境厅关于印发工业源挥发性有机物和氮氧化物减排量核算方法的通知》(粤环函〔2023〕538号)

建议直接将“活性炭年更换量 × 活性炭吸附比例”(活性炭年更换量优先以危废转移量为依据,吸附比例建议取值 15%)作为废气处理设施 VOCs 削减量。

《厦门市生态环境局关于开展简易低效挥发性有机物治理设施清理整治的通知》(厦环大气〔2023〕6号):

活性炭动态吸附容量宜按 10-15% 计算。

《成都市制药行业建设项目环境影响评价审批与事中事后监管协同工作指南(试行)》(2023-12-20)、《成都市家具行业建设项目环境影响评价审批与事中事后监管协同工作指南(试行)》(2023-12-20):

企业应当根据风量和 VOCs 初始浓度范围明确活性炭填充量和更换时间。活性炭吸附比例一般取值 15%~20%(当取值高于 20% 时,应给出含有动态吸附量取值依据的活性炭性能证明文件);原则上活性炭更换周期一般不应超过累计运行 500 h 或 3 个月,……用于吸附脱附燃烧废气处理设施的活性炭使用寿命原则上不超过 6 个月。

《佛山市生态环境局关于加强活性炭吸附工艺规范化设计建设与运行管理的通知》(佛环函〔2024〕70号)

考虑佛山产业特点和污染治理实际,正常运行工况下,若水帘柜、喷淋塔捞渣频次不低于 2 次/天、换水频次按 1 次/周,蜂窝状活性炭可 2 个月更换 1 次,颗粒状活性炭可 3 个月更换 1 次;若水帘柜、喷淋塔捞渣频次不低于 2 次/天、换水频次按 1 次/半月,蜂窝状活性炭需至少 1 个月更换 1 次,颗粒状活性炭需至少 2 个月更换 1 次;活性炭每个更换周期内应当予以全部更换


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