活性炭作為1 種良好的吸附材料，很早便應(yīng)用于涂裝設(shè)備的廢氣治理，主要針對(duì)中小風(fēng)量和中低濃度的廢氣處理?；钚蕴课皆O(shè)備組成較為簡單，一次投入成本低廉且維護(hù)方便，是 1 種性價(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(dǎo)致運(yùn)行成本較高。而今隨著活性炭再生法的運(yùn)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(duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行脫附，從而實(shí)現(xiàn)活性炭材料的重復(fù)利用。

　　2.1 活性炭吸附裝置的組成

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

　　過過濾箱以后進(jìn)入活性炭吸附箱，一般活性炭箱體可以設(shè)計(jì)為“ 上進(jìn)下出”或者“ 側(cè)進(jìn)側(cè)出”的形式，而且針對(duì)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(nèi)裝填有 100 mm× 100 mm×100 mm 的活性炭，根據(jù)用量大小可以裝填多層。吸附箱進(jìn)風(fēng)口設(shè)置有均流板，為了保證吸附效率，廢氣通過活性炭層的過流風(fēng)速應(yīng)不大噴漆室工況內(nèi)容

　　設(shè)計(jì)風(fēng)量/m3·h-1

　　產(chǎn)能（臺(tái)/日） 噴涂時(shí)間/min

　　實(shí)際運(yùn)行參數(shù)

　　90 972

　　24

　　30

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

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

　　脫附使用的催化燃燒裝置，為單獨(dú)的循環(huán)管路，通過活性炭箱體時(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(shè)有高溫過濾塊， 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(jī)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(guī)格內(nèi)容大小/mm

　　孔距/mm 孔數(shù)/個(gè)吸附率/%

　　密度/kg·m-3

　　平均飽和吸附率/%

　　實(shí)際參數(shù)

　　100×100×100

　　9

　　625

　　60

　　450

　　40

　　120 ℃左右[2]，溫度太低無法進(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(zāi)危險(xiǎn)。而脫附過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(shè)置有新風(fēng)閥， 當(dāng)監(jiān)測到吸附箱體內(nèi)溫度過高時(shí)會(huì)補(bǔ)充部分新風(fēng)，用以控制脫附溫度。

　　整套活性炭吸附設(shè)備脫附時(shí)間較長。因此， 需要根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，合理安排脫附時(shí)間，避免對(duì)正常生產(chǎn)造成影響。

　　2.2 活性炭吸附設(shè)備能力計(jì)算

　　下面就以某客車大型車涂裝車間彩條噴漆室為例，介紹其活性炭吸附設(shè)備的能力計(jì)算。

　　該噴漆室的工作狀態(tài)如表1 所示，活性炭參數(shù)

　　如表2 所示。

　　計(jì)算得出數(shù)據(jù)，如表3 所示。

　　通過以上計(jì)算我們可以得知，如果要保證連續(xù) 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(jì)算

　　活性炭計(jì)算工況計(jì)算參數(shù)

　　吸附效率/%70

　　每周VOCs 總量/kg593.5

　　內(nèi)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(jī)總量/m35.5

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

　　S=V×F×0.1（1）

　　式中，V 為內(nèi)腔尺寸；F 為層數(shù)；S 為裝機(jī)方數(shù)。計(jì)算可得，實(shí)際活性炭裝機(jī)方數(shù)為12 m3。

　　因此此套活性炭吸附裝置的脫附周期計(jì)算公式如下。

　　T= S（2）

　　式中，S 為裝機(jī)方數(shù)；F 為活性炭裝機(jī)總量；T 為脫附周期。

　　計(jì)算可得，實(shí)際脫附周期為2.2 周。示。通過以上相關(guān)數(shù)據(jù)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，即脫附周期的長短。而活性炭的裝填量，又由裝填面積和裝填層數(shù)決定。

　　活性炭裝填量不可能無限制加大，首先為了保證吸附效率，活性炭箱體的截面過流風(fēng)速不能超過 1.2 m/s，同時(shí)又要考慮活性炭吸附設(shè)備擺放場地的局限性?；钚蕴垦b填層數(shù)太少則裝填量就圖2  “沸石轉(zhuǎn)輪+RTO”系統(tǒng)組成

　　少，顯然不符合要求，裝填層數(shù)太多，又會(huì)使活性炭箱體的阻力增大，不利于設(shè)備運(yùn)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(shù)一般取3～6 層為宜。脫附計(jì)算如表4 所示。

　　表4 設(shè)備設(shè)計(jì)脫附參數(shù)

　　廢氣首先進(jìn)入前置過濾箱，過濾箱設(shè)置有1 道DPA 漆霧過濾器、1 道絲網(wǎng)除濕過濾器，絲網(wǎng)過濾器用以除掉廢氣中的水分，沸石轉(zhuǎn)輪如果長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(shè)置 3 道過濾精度分別為G4、F6 和F8 的過濾器。過濾箱上設(shè)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/h

　　運(yùn)行參數(shù)

　　6

　　6 000

　　5.5

　　閥控制開閉的新風(fēng)閥，在車間短時(shí)停產(chǎn)處于節(jié)能模式時(shí)補(bǔ)充新風(fēng)以維持風(fēng)機(jī)的最低運(yùn)行頻率。廢氣經(jīng)前置過濾箱后通過轉(zhuǎn)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 5.5 h 為吸附飽和情況下的理論時(shí)間，在實(shí)際使用過程中，一般在周末停產(chǎn)時(shí)即安排脫附工作，避免對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃造成影響。