活性炭吸附催化燃烧是什么原理

（一）规范治理技术

涉气企业根据当前有关VOCs治理的法律法规、技术规范、政策文件等要求，选择合理的治理工艺。除恶臭异味治理外，淘汰原有单一低温等离子、光催化和光氧化等低效处理工艺。原料VOCs浓度高、污染严重的工艺原则上采用RTO、RCO等高效处理技术，已建成废活性炭集中再生中心的区域，可采用活性炭吸附处理技术，同时确保活性炭填充充足、更换及时、处置规范等。

（二）精细量化管理

采用活性炭吸附处理技术的涉气企业，应根据环评审批要求，严格规范使用活性炭，确保环保设施内活性炭的填充量，保证活性炭的更换频次和废活性炭的处理量。环评审批没做具体要求，以及新增活性炭吸附工艺的企业，应落实污染物核查，制定规范的废气治理工程设计方案，其中须明确活性炭填充量、更换频次等。

（三）明确品质保证

企业购置活性炭必须提供活性炭质保单，确保符合质量标准。采用颗粒活性炭作为吸附剂时，其碘值不宜低于800mg/g，采用蜂窝活性炭作为吸附剂时，其碘值不宜低于500mg/g，并符合防水的要求。

（四）保证收集效率

涉气企业应委托有资质的环保设备厂家设计可行的废气治理方案，选择合适的吸风风量，采用密闭方式收集废气时，密闭空间必须同时满足足够的换气次数和保持微负压状态。人员操作频繁的空间内换气次数不小于20次/小时；采用上吸风形式收集废气时，据集气罩开口面最远处的VOCs无组织排放位置，控制风速不低于0.3米/秒，确保废气收集率90%以上。

（五）确保定期维护

由于各企业生产产品、工艺及废气排放源强有较大差别，为确保VOCs得到有效处理，针对采用一次性活性炭处理技术的企业，按照每吨活性炭吸附挥发性有机物150kg计算，原则上活性炭吸附使用周期不得超过三个月。针对原料VOCs含量高和排放量大的生产工艺，应根据计算、设计和实际工艺等合理确定活性炭更换频次。

（六）制定运行台账

企业应根据污染治理设施管理要求，建立废气污染治理设施运行台账，记录含VOCs原辅材料的名称、采购量、使用量，明确污染治理设施的工艺流程、设计参数、风量等。

（七）严格危废管理

产生废活性炭的企业每年都必须与有资质的危废处置单位签订危废处置协议，并建议在合同中明确活性炭的使用量以及废活性炭的产生量、处置量等。企业危废仓库中危废储存不得超过一年。严格按照危废管理要求填报企业注册信息，建立完善企业一厂一策，根据项目环评等核定企业每年废活性炭产生量。对没有环评或环评未估算废活性炭量的，或因项目污染治理工艺发生变化造成废活性炭量发生明显变化的，必须重新进行危废核查。并严格按照《危险废物管理办法》进行危废计划、联单填报等危废管理。

（八）落实达标检测

企业必须确保污染治理设施正常运行，以及污染物稳定达标排放。每年根据排污许可证监测方案，委托第三方资质检测单位对污染物排放进行自行监测，及时做好污染物排放信息在指定平台的公开，以及检测报告的保存。

（九）强化制度管理

企业应制定废气治理设施运维和危险废物管理制度，并上墙公示。明确治理设备和危废仓库的维护保养要求，并落实环保工作责任人，加强人员培训，确保设施长期稳定运行。

（十）精准执法保障

企业每年将购置的活性炭质保单、活性炭更换台账、危废管理台账、危废处置联单、自行监测报告及治污设施运行台账等整理存档，定期报环保管理部门审核。针对仍在使用低效污染治理设施、使用劣质活性炭、不及时更换活性炭、不规范使用活性炭处理设施、不规范处置危险废物、超标排放污染物和未建立运行管理台账等行为，我局执法部门将按照相关法律法规严格查处。

所谓活性炭再生，其实是指通过外界刺激带来活性炭外部环境变化，使活性成分重新活化达到重复使用目的的操作和方法。随着活性炭行业的广泛关注和在市场的发展，如今活性炭已应用在生活中的各个领域内。

一、 活性炭再生的定义

活性炭再生（即活化），是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下，将吸附于活性炭上的吸附质予以去除，恢复其吸附性能，从而达到重复使用的目的。

1、 活性炭再生能达到的指标和效果

采用的自燃直热回转炉内热型制造活性炭装置可用较低能耗使饱和活性炭再生，该装置对活性炭的再生利用率可达到81%-92%，再生后活性炭的理化指标达到或接近新炭标准，在国内该领域处于领先水平。

2、 对饱和活性炭再生的技术先进性

（1） 连续生产、质量稳定，好控制，装置结构新颖，操作简便，基础设施投入少，设备体积小，设计合理；

（2） 干燥、焙烧、活化三个阶段一次完成；

（3） 可接收活性炭的再生范围较广，饱和活性炭的颗粒只要在小于50目以下，都可以再生，对一些不太导电的饱和活性炭难于用放电加热的再生方法的就可以在该装置中进行活化再生；

（4） 活化温度大于800℃设备正常运行后，不需外部补充热量；

（5） 通入活化气体即可对炭化料进行活化，制造出新的活性炭，并补充一定量的空气，来得到制造活性炭所需要的温度；

（6） 整个制造新炭、再生活性炭操作过程可实现自动控制；

3、采用再生方式

根据多年积累的经验，首选高温加热再生法，高温加热再生法的优点在于其在再生过程中能分解多种物质，再生环境良好，从而成为主要再生方法。常用的高温加热再生方法有：多层活化炉、流动层活化炉及回转式活化炉,采用的是拥有自主知识产权的回转炉，其特点是能使饱和活性炭在炉堂内滚动均匀，活化透彻，特别是与其它炉型相比，具有更为稳定及可靠的再生质量。

三、 活性炭再生的意义

国家先后发布了《中华人民共和国循环经济促进法》、《“十二五”循环经济发展规划》等文件，鼓励各行业重视和加强生产、生活中所产生废物的再利用。活性炭作为使用广泛的一种吸附剂，各类行业年使用量相当可观，再生饱和活性炭再利用具有很强的经济、环境效益，受到国家政策支持和鼓励。

1、 有利于循环经济

活性炭的应用范围日趋广泛，但是由于活性炭在使用过程中容易饱和而失去吸附能力，从而必须通过经常更换来达到使用效果。而活性炭价格昂贵，每次更换新炭，就会提升企业的运行成本，所以必须要考虑对饱和活性炭进行再生利用，以达到循环经济的目的。

2、 有利于节能减排

1吨饱和活性炭如果作为废弃物被焚烧掉，则相当于对大气释放0.128吨二氧化碳。制成1吨优质活性炭，需要消耗8吨木材或者8吨原煤，活性炭的再生可以大量减少对煤资源的消耗，减少大气污染，降低能源浪费。

四、 饱和活性炭再生的方式

活性炭的再生方法有很多种，例如：加热再生法、生物再生法、湿式氧化法、溶剂再生法、电化学再生法、催化湿式氧化法等。

（1）加热再生法

加热再生法是应用最多，工业上最成熟的活性炭再生方法。处理有机废水后的活性炭在再生过程中，根据加热到不同温度时有机物的变化，一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段，主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附，一部分有机物发生分解反应，生成小分子烃脱附出来，残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段，温度将达到800～900°C,为避免活性炭的氧化，一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中，往反应釜内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体，以清理活性炭微孔，使其恢复吸附性能，活化阶段是整个再生工艺的关键。热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点，但在再生过程中,须外加能源加热，投资及运行费用较高。

（2）生物再生法

生物再生法是利用经驯化过的细菌，解析活性炭上吸附的有机物，并进一步消化分解成H2O和CO2的过程。生物再生法与污水处理中的生物法相类似，也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小，有的只有几纳米，微生物不能进入这样的孔隙，通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象，即细胞酶流至胞外，而活性炭对酶有吸附作用，因此在炭表面形成酶促中心，从而促进污染物分解，达到再生的目的。生物法简单易行，投资和运行费用较低，但所需时间较长，受水质和温度的影响很大。

（3）湿式氧化再生法

在高温高压的条件下，用氧气或空气作为氧化剂，将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法，称为湿式氧化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为：再生温度230℃，再生时间1h，充氧PO20.6MPa,加炭量15g，加水量300mL。再生效率达到(45±5)%，经5次循环再生，其再生效率仅下降3%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。

（4）溶剂再生法

溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系，通过改变温度、溶剂的pH值等条件，打破吸附平衡，将吸附质从活性炭上脱附下来。溶剂再生法比较适用于那些可逆吸附，如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强,往往一种溶剂只能脱附某些污染物，而水处理过程中的污染物种类繁多，变化不定，因此一种特定溶剂的应用范围较窄。

（5）电化学再生法

电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。该方法将活性炭填充在两个主电极之间，在电解液中，加以直流电场，活性炭在电场作用下极化，一端成阳极，另一端呈阴极，形成微电解槽，在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应，吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解，小部分因电泳力作用发生脱附。该方法操作方便且效率高、能耗低，其处理对象所受局限性较小，若处理工艺完善，可以避免二次污染。

（6）催化湿式氧化法

传统湿式氧化法再生效率不高，能耗较大。再生温度是影响再生效率的主要原因，但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化，从而降低再生效率。因此，人们考虑借助高效催化剂，采用催化湿式氧化法再生活性炭。同济大学水环境控制与资源化研究国家重点实验室的科研人员正在开展此方面的研究。随着可持续发展观念的深入人心，活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视。

所谓活性炭再生，其实是指通过外界刺激带来活性炭外部环境变化，使活性成分重新活化达到重复使用目的的操作和方法。

1.超声波再生法?

活性炭超声波再生法在活性炭的吸附表面上施加能量,使被吸附物质得到足以脱离吸附表面,重新回到溶液中去。超声再生的最大特点是只在局部施加能量,而不需将大量的水溶液和活性炭加热,因而施加的能量很小。

2.电化学再生法?

电化学再生法是将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中,加以直流电场,活性炭在电场作用下极化,一端成阳极,另一端呈阴极,形成微电解槽,在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应,吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解,小部分因电泳力作用发生脱附。电化学法的特点是能耗低,其处理对象所受局限性较小,工艺完善,可避免二次污染。

3.超临界流体再生法?

超临界流体再生法在CO2的临界点附近,对氨基苯磺酸而言,CO2超临界流体法再生的最佳温度为308K,当温度超过308K时,再生不受影响当流速大于1.47×10-4m/s时,流速不影响再生用HCl溶液处理后,会使活性炭再生效果明显改善。对苯而言,再生效率在低压下随温度的下降而降低在16.0MPa压力时的最佳再生温度为318K在实验流速下,再生效率会随流速加快而提高。超临界流体再生法特点是再生效率的变化很大对未被烘干的活性炭,则需要延长其再生时间。

4.溶剂再生法?

溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系,通过改变温度、溶剂的pH值等条件,打破吸附平衡,将吸附质从活性炭上脱附下来。

5.湿式氧化再生法??

在高温高压的条件下,（一般温度230°C）用氧气或空气作为氧化剂,将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法,称为湿式氧化再生法。实验获得的活性炭最佳再生条件为:再生温度230°C,再生时间1h,充氧pO20.6MPa,加炭量15g,加水量300mL。再生效率达到(45±5)%,经5次循环再生,其再生效率仅下降3%。活性炭表面微孔的部分氧化是再生效率下降的主要原因。

6.热再生法?

热再生法分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。 在干燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附,一部分有机物发生分解反应,生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段,温度将达到800～900°C,为避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中,往反应釜内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体,以清理活性炭微孔,使其恢复吸附性能。

7.生物再生法

生物再生法是利用经驯化过的细菌,解析活性炭上吸附的有机物,并进一步消化分解成H2O和CO2的过程。生物再生法与污水处理中的生物法相类似,也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小,有的只有几纳米,微生物不能进入这样的孔隙,通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象,即细胞酶流至胞外,而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心,从而促进污染物分解,达到再生的目的。生物法简单易行,投资和运行费用较低,但所需时间较长,受水质和温度的影响很大。

《国家危险废物名录》（2021版）中明确规定，废活性炭属于危险废物，废活性炭类别包括HW02医药废物、HW04农药废物、HW05木材防腐剂废物、HW06废有机溶剂与含有机溶剂废物、HW08废矿物油与含矿物油废物、HW12染料及涂料废物、HW13有机树脂类废物、HW37有机磷化合物废物、HW38有机氰化物废物、HW39含酚废物、HW45含有机卤化物废物、HW49其他废物。除此之外，国家发布的《中华人民共和国循环经济促进法》、《"十二五"循环经济发展规划》等文件，鼓励各行业重视和加强生产、生活中所产生废物的再利用。活性炭作为使用广泛的一种吸附剂，各类行业年使用量相当可观。很多企业吸附失效的废活性炭往往没有密封贮存，自然暴露在空气中，被吸附的有害物会再次释放出来，造成二次空气污染。如果防渗、防扬散等贮存条件不好，极易造成水和土壤的二次污染。因此废旧活性炭再利用有利于循环经济、节能减排，具有很强的经济、环境效益，受到国家政策支持和鼓励。

绿洲环境依托微波热解析装置设计、制造及运行经验，研发出废活性炭微波再生技术及装备，其工作原理利用吸附剂中吸附的极性物质分子在微波场中会受到诱导而产生偶极转向极化，将微波能转化为热能，吸附在孔道中的水和有机物质受热挥发、分解和炭化，吸附剂的孔道重新打开。与传统热再生法不同的是加热方式，微波对极性物质加热，相对于传统加热方法由外向内加热，它是由内向外加热，减少加热时间，降低再生过程的炭损耗。具有再生时间短、能耗低，再生效率高等显著优势，产品研发价值非常大，推广应用前景非常广阔。

一般来说，对于吸附饱和以后的废活性炭，采用的处理方式是两种：活性炭再生；作为危废处理。所谓活性炭再生，其实是指通过外界刺激带来活性炭外部环境变化，使活性成分重新活化达到重复使用目的的操作和方法。

扩展资料：

活性炭，是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形碳，也有排列规整的晶体碳。活性炭中除碳元素外，还包含两类掺和物：一类是化学结合的元素，主要是氧和氢，这些元素是由于未完全炭化而残留在炭中，或者在活化过程中，外来的非碳元素与活性炭表面化学结合。

另一类掺和物是灰分，它是活性炭的无机部分，灰分在活性碳中易造成二次污染。活性炭由于具有较强的吸附性，广泛应用于生产、生活中。

活性炭含有大量微孔，具有巨大无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。

参考资料：百度百科-活性炭

活性炭回收价格在600元-3000元/吨左右。废旧活性炭就是用过的活性炭,也就是活性炭经过吸附后,孔径已经饱和不能再有吸附能力了,必须更换新的活性炭时,更换下来的活性炭就叫做废活性炭。很多行业都离不开液相和气相,也就是指液体吸附和气体吸附两种,使用的活性炭包括柱状活性炭、果壳活性炭、椰壳活性炭、粉状活性炭和煤质活性炭,现在还有新产品的蜂窝活性炭。使用后的活性炭吸附率大大降低,有的废活性炭还有再生利用价值,有的已经是不可再生了。

活性炭回收再利用

怎样才能知道废旧活性炭可以再生和不可以再生呢?一般要通过检测化验后才知道,也可以根据回收者的经验来判断。回收废旧活性炭首先要看其是否干净,有没有石英砂、瓷球和其他杂物参合在里面,有没有放射性的毒气和异味,是否含有水分等。一般来说,柱状活性炭、食用级活性炭、药用级活性炭、椰壳活性炭经过活化后都可以再使用。回收的活性炭活化后又叫再生活性炭,再生活性炭不能用于食用、药用企业。再生活性炭的价格比原生活性炭。目前国内外活性炭再生方法主要有加热法、药剂法、湿式空气氧化法、微生物法和电解氧化法等。