活性炭作為1 種良好的吸附材料，很早便應用于涂裝設備的廢氣治理，主要針對中小風(fēng)量和中低濃度的廢氣處理。活性炭吸附設備組成較為簡(jiǎn)單，一次投入成本低廉且維護方便，是 1 種性?xún)r(jià)比較高的廢氣處理方法。早期的活性炭吸附箱在吸附飽和后就需要更換活性炭，從而導致運行成本較高。而今隨著(zhù)活性炭再生法的運用，活性炭已經(jīng)不再是一次性使用的材料，在活性炭吸附裝置上增加1 套催化燃燒裝置，即可對吸附飽和的活性炭進(jìn)行脫附，從而實(shí)現活性炭材料的重復利用。

　　2.1 活性炭吸附裝置的組成

　　活性炭吸附裝置，由前置過(guò)濾箱、活性炭吸附箱、吸附風(fēng)機、催化燃燒裝置、脫附風(fēng)機等幾部分構成，如圖1 所示。廢氣首先進(jìn)入前置過(guò)濾箱，過(guò)濾箱設置有1 道DPA 漆霧過(guò)濾器，1 道過(guò)濾精度等級為F6 的袋式過(guò)濾器，不同區段設置有壓差計用以監測壓差，到達一定數值后需要更換相應的過(guò)濾器材。廢氣經(jīng)5.5 m3，事實(shí)上，為了盡可能的減少脫附次數，我們的實(shí)際裝填量要大于該值。

　　過(guò)過(guò)濾箱以后進(jìn)入活性炭吸附箱，一般活性炭箱體可以設計為“ 上進(jìn)下出”或者“ 側進(jìn)側出”的形式，而且針對不同的處理廢氣量，可以選擇多個(gè)吸附箱體拼接使用。吸附箱體內裝填有 100 mm× 100 mm×100 mm 的活性炭，根據用量大小可以裝填多層。吸附箱進(jìn)風(fēng)口設置有均流板，為了保證吸附效率，廢氣通過(guò)活性炭層的過(guò)流風(fēng)速應不大噴漆室工況內容

　　設計風(fēng)量/m3·h-1

　　產(chǎn)能（臺/日） 噴涂時(shí)間/min

　　實(shí)際運行參數

　　90 972

　　24

　　30

　　于 1.2 m/s。箱體內部，活性炭層上方設置有消防表2    活性炭相關(guān)參數

　　噴淋裝置。廢氣出活性炭吸附箱后經(jīng)排氣風(fēng)機， 送至排放煙囪。

　　脫附使用的催化燃燒裝置，為單獨的循環(huán)管路，通過(guò)活性炭箱體時(shí)一般與吸附廢氣時(shí)的進(jìn)氣方向相反。進(jìn)催化燃燒裝置前設有高溫過(guò)濾塊， 催化燃燒裝置本體采用電加熱方式，脫附廢氣經(jīng)催化燃燒后再由脫附風(fēng)機送入活性炭箱體，循環(huán)脫附。由于活性炭的特性，再生溫度需控制在

　　活性炭規格內容大小/mm

　　孔距/mm 孔數/個(gè)吸附率/%

　　密度/kg·m-3

　　平均飽和吸附率/%

　　實(shí)際參數

　　100×100×100

　　9

　　625

　　60

　　450

　　40

　　120 ℃左右[2]，溫度太低無(wú)法進(jìn)行有效脫附，溫度太高，則會(huì )造成活性炭氧化，失去活性，甚至引發(fā)火災危險。而脫附過(guò)程最初的廢氣濃度很高，在進(jìn)行催化燃燒時(shí)本身即會(huì )產(chǎn)生較大熱量，溫度上升很快。因此，在催化燃燒裝置出口設置有新風(fēng)閥， 當監測到吸附箱體內溫度過(guò)高時(shí)會(huì )補充部分新風(fēng)，用以控制脫附溫度。

　　整套活性炭吸附設備脫附時(shí)間較長(cháng)。因此， 需要根據生產(chǎn)計劃，合理安排脫附時(shí)間，避免對正常生產(chǎn)造成影響。

　　2.2 活性炭吸附設備能力計算

　　下面就以某客車(chē)大型車(chē)涂裝車(chē)間彩條噴漆室為例，介紹其活性炭吸附設備的能力計算。

　　該噴漆室的工作狀態(tài)如表1 所示，活性炭參數

　　如表2 所示。

　　計算得出數據，如表3 所示。

　　通過(guò)以上計算我們可以得知，如果要保證連續 1 周的生產(chǎn)，那么其活性炭的裝填量至少要有表3 活性炭裝填量計算

　　活性炭計算工況計算參數

　　吸附效率/%70

　　每周VOCs 總量/kg593.5

　　內腔尺寸/㎡24

　　空塔風(fēng)速/m·s-11.05

　　每周一次吸附活性炭總量/kg2 472.8

　　活性炭裝機總量/m35.5

　　該活性炭吸附箱的實(shí)際裝機層數為5 層，那么實(shí)際活性炭裝填量計算公式如下。

　　S=V×F×0.1（1）

　　式中，V 為內腔尺寸；F 為層數；S 為裝機方數。計算可得，實(shí)際活性炭裝機方數為12 m3。

　　因此此套活性炭吸附裝置的脫附周期計算公式如下。

　　T= S（2）

　　式中，S 為裝機方數；F 為活性炭裝機總量；T 為脫附周期。

　　計算可得，實(shí)際脫附周期為2.2 周。示。通過(guò)以上相關(guān)數據我們可以看出，活性炭箱體的活性炭裝填量就直接決定了這 1 套吸附裝置的吸附能力，即脫附周期的長(cháng)短。而活性炭的裝填量，又由裝填面積和裝填層數決定。

　　活性炭裝填量不可能無(wú)限制加大，首先為了保證吸附效率，活性炭箱體的截面過(guò)流風(fēng)速不能超過(guò) 1.2 m/s，同時(shí)又要考慮活性炭吸附設備擺放場(chǎng)地的局限性。活性炭裝填層數太少則裝填量就圖2  “沸石轉輪+RTO”系統組成

　　少，顯然不符合要求，裝填層數太多，又會(huì )使活性炭箱體的阻力增大，不利于設備運行，而且底層活性炭的吸附效率也會(huì )降低。因此活性炭裝填層數一般取3～6 層為宜。脫附計算如表4 所示。

　　表4 設備設計脫附參數

　　廢氣首先進(jìn)入前置過(guò)濾箱，過(guò)濾箱設置有1 道DPA 漆霧過(guò)濾器、1 道絲網(wǎng)除濕過(guò)濾器，絲網(wǎng)過(guò)濾器用以除掉廢氣中的水分，沸石轉輪如果長(cháng)期處在高濕度的廢氣環(huán)境下吸附效率會(huì )降低，壽命也會(huì )受到影響。后面再設置 3 道過(guò)濾精度分別為G4、F6 和F8 的過(guò)濾器。過(guò)濾箱上設有一個(gè)由電動(dòng)脫附工況

　　脫附濃度/g·m-3脫附風(fēng)量/m3 脫附時(shí)長(cháng)/h

　　運行參數

　　6

　　6 000

　　5.5

　　閥控制開(kāi)閉的新風(fēng)閥，在車(chē)間短時(shí)停產(chǎn)處于節能模式時(shí)補充新風(fēng)以維持風(fēng)機的最低運行頻率。廢氣經(jīng)前置過(guò)濾箱后通過(guò)轉輪，處理后的廢氣進(jìn)入排放煙囪。濃縮后的廢氣進(jìn)入RTO 進(jìn)行焚燒。整脫附時(shí)長(cháng) 5.5 h 為吸附飽和情況下的理論時(shí)間，在實(shí)際使用過(guò)程中，一般在周末停產(chǎn)時(shí)即安排脫附工作，避免對生產(chǎn)計劃造成影響。