活性炭是高排量、低浓度有机废气吸附常用的一种吸附剂,它是一种耗材。如通过我们的衣服穿脏了需要洗、抹布用脏了需要丢一样
活性炭是高排量、低浓度有机废气吸附常用的一种吸附剂,它是一种耗材。如通过我们的衣服穿脏了需要洗、抹布用脏了需要丢一样,活性炭在吸附饱和后要换掉。活性炭依靠发达微孔(比表面积达500–1500㎡/g)物理吸附废气中的有机物(如苯类、VOCs),但微孔容量有限,一旦被污染物填满,活性炭便失去吸附能力,废气无法达标排放。
对于涉 VOCs(挥发性有机物)排放企业来说,活性炭箱中活性炭的更换周期并非固定值,需结合实际工况综合判断,通常从数天到数月不等。
短期更换:对于高浓度 VOCs 废气(如喷漆、印刷行业),若活性炭箱设计偏小或风量较大,可能1-2 周就需要更换。
中期更换:中等浓度废气(如电子元件清洗、包装行业),更换周期通常为1-3 个月。
长期更换:低浓度废气(如家具晾干、小型实验室通风),且活性炭装填量充足时,可延长至3-6 个月甚至更久。
浓度越高,更换越频繁:高浓度废气会快速占据活性炭孔隙,缩短饱和时间。例如,喷漆废气中 VOCs 浓度可达数千 mg/m³,活性炭寿命远短于低浓度废气(如印刷车间的数百 mg/m³)。
成分复杂性:若废气中含有大分子有机物(如苯系物、酯类)或粘性物质,会堵塞活性炭孔隙,降低吸附效率,导致更换周期缩短;而小分子有机物(如甲烷)相对更易被吸附,饱和速度较慢。
材质差异:椰壳活性炭孔隙结构更发达,吸附容量高于煤质或木质活性炭,相同工况下更换周期更长。
粒径与装填量:小粒径活性炭比表面积更大,但气流阻力高,易被粉尘堵塞;装填量不足会导致废气与活性炭接触时间短,吸附不充分,需频繁更换。
温度与湿度:高温会降低活性炭对 VOCs 的吸附能力(物理吸附为放热过程),潮湿环境中水汽会占据孔隙,两者均会加速饱和,缩短更换周期。例如,夏季高温高湿环境下,更换频率可能比冬季高 20%-30%。
风量与停滞时间:风机风量过大,会导致废气在活性炭箱内停滞时间不足(理想停留时间需≥1 秒),吸附效率下降,需更频繁更换;反之,风量匹配合理时,活性炭利用率更高,寿命更长。
若废气中含有粉尘、油雾等杂质,未经过滤立即进入活性炭箱,会覆盖活性炭表面,堵塞孔隙,导致吸附能力迅速下降。因此,预处理(如加装初效过滤器、除雾器)越完善,活性炭更换周期越长。
可以看出,目前活性炭更换周期缺乏精准的计算与监测方法,且其更换频率与企业实际生产工况紧密关联,这进一步增加了准确评估更换时机的难度。
作为为排污单位提供环保治理设备运维服务的第三方运维单位,同时也负责排污单位活性炭更换的工作。因此在涉 VOCs 排放企业的环保运维工作中,第三方运维单位常面临活性炭更换周期的决策困境。企业出于成本控制考虑,往往希望尽可能延后更换时间 —— 活性炭采购、更换人工及停产损失等成本,会直接压缩利润空间,部分企业甚至以 “外观未显失效” 为由拒绝按时更换。而生态环境监管部门则对净化效率有着刚性要求,通过在线监测、突击检查等方式,严格核查活性炭箱进出口 VOCs 浓度差,一经发现效率不达标,不仅企业会面临罚款,运维单位也可能被追责
这种矛盾的本质,是短期成本与长期合规之间的博弈。运维单位若过度迁就企业,可能因活性炭饱和导致排放超标,引发监管风险;若严格按照理论周期更换,又会因成本问题引发争议,进而失去客户。尤其当废气成分复杂、工况不稳定时,仅凭经验判断更换节点的难度极大,很也许会出现“更换过早遭企业质疑” 或 “更换滞后被监管处罚”的双重压力。
针对这一问题,运维单位亟需一套定量式的活性炭净化效率监测体系。一方面,通过安装在线浓度监测仪、开展运行工况监测等手段,用数据量化活性炭的吸附状态,向企业证明更换的必要性;另一方面,与监管部门加强沟通,提供工况波动记录,说明周期调整的合理性。
基于以上痛点,山东达斯特提出了针对排污企业和第三方运维单位的“活性炭运行监控与码上换”解决方案通过对活性炭箱运作情况和净化效率的实时、在线、定量式的监控,使排污企业和第三方运维单位实时掌握企业VOCs治理设施的运作情况,是不是该更换活性炭一目了然,避免了因标准不统一而带来的更换时间各执已见的问题。
在VOCs治理设施上安装VOCs运行工况监测系统。VOCs工况监测系统采用分体式设计,分别安装于治污设施进气端和出气端,设备内含多种高精度的工况环境和气体分析传感器,可监测活性炭箱前后端的VOCs浓度及差值、压力、气体温湿度、吸附风机和脱附风机的运作时的状态,内置波形拟合算法和4G传输模块,可实时运算治污设施的净化效率,并将以上数据通过数据采集传输终端发送到上位机平台。
当系统发现活性炭箱净化效率低于阈值时,可通过系统过收集提醒企业和第三方运维单位尽快更换活性炭。
对于活性炭箱漏风撒气、内部气体流速过快等问题,系统也可通过监控数据的变化及时有效地发现,帮助排污企业快速发现运行不规范的情况,及时改正,避免了环保检查的隐患。
为每个活性炭箱编制一个唯一的二维码,通过扫码的方式可将每次的活性炭更换记录和台账录入到系统中,便于第三方单位的运维管理和数据分析。如通过一系列分析来评估不一样的品牌活性炭的质量、不同企业活性炭更换情况的对比等。