減排前沿丨衡量活性炭吸附性能的重要指標(biāo)，了解一下？
活性炭是一種黑色多孔的固體炭質(zhì)，由煤通過粉碎、成型或用均勻的煤粒經(jīng)炭化、活化生產(chǎn)。主要成分為碳，并含少量氧、氫、硫、氮、氯等元素。因其比表面積大、吸附性能強，被廣泛用作工業(yè)吸附劑。
評價活性炭的好壞有諸多指標(biāo)，主要包括碘吸附值（碘值）、四氯化碳吸附值（CTC）、亞甲基藍吸附值、比表面積、鐵鹽、灰份、水份等，不同領(lǐng)域?qū)υu價指標(biāo)的選擇性也有所差異，在VOCs治理中考慮偏多的是碘值。碘值是指活性炭在0.02N 12/KL水溶液中吸附的碘的量，活性炭碘值范圍一般在400~1300，碘值與直徑大于10A 的孔隙表面積相關(guān)聯(lián)，表示活性炭的大于1.0nm微孔的發(fā)達程度，是活性炭對小分子雜質(zhì)吸附能力的表現(xiàn)。一般而言，碘值越高，代表活性炭吸附能力越強、其價格相對也就越高。
活性炭吸附及其組合技術(shù)當(dāng)前在VOCs治理中的應(yīng)用極為廣泛，然而目前市場上存在大量質(zhì)量低、吸附效果差的活性炭，難以滿足VOCs污染控制要求。因此，國家及地方生態(tài)環(huán)境部門針對活性炭也出臺了一系列的政策、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范文件，引導(dǎo)企業(yè)用對、用好活性炭，實現(xiàn)VOCs有效減排。
2020年6月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《2020年揮發(fā)性有機物治理攻堅方案》（環(huán)大氣〔2020〕33號），明確采用活性炭吸附技術(shù)時對所用活性炭的碘值要求?！安捎没钚蕴课郊夹g(shù)的，應(yīng)選擇碘值不低于800毫克/克的活性炭，并按設(shè)計要求足量添加、及時更換?！?/p>
此外，生態(tài)環(huán)境部部長信箱還就活性炭碘值問題予以回復(fù)：“對于采用顆粒狀、柱狀等活性炭吸附的，應(yīng)選擇碘值不低于800毫克/克的活性炭；采用蜂窩狀活性炭吸附的，建議選擇與碘值800毫克/克顆粒狀、柱狀等活性炭吸附效率相當(dāng)?shù)姆涓C狀活性炭，并按照設(shè)計要求足量添加、及時更換。”由此可見，碘值作為衡量活性炭吸附性能的主要指標(biāo)之一，尤其值得重視！
顆粒狀和柱狀活性炭碘值可達800毫克/克及以上，而滿足要求的蜂窩活性炭在當(dāng)前尚難以量產(chǎn)。因為蜂窩活性炭是由70%活性炭、17%海泡石和13%高嶺土采用陶瓷工藝制成的活性炭，即采用碘值＞1000毫克/克的活性炭粉與粘土、粘結(jié)劑等混合，一部分微孔被堵塞，使蜂窩活性炭自身的比表面積以及微孔分布下降，所以碘值也會隨之降低，一般最高達600mg/g。
那么，與碘值800毫克/克顆粒狀、柱狀等活性炭吸附效率相當(dāng)?shù)姆涓C狀活性炭如何選擇呢？除碘值之外，我們還可以采用CTC指標(biāo)。根據(jù)文獻及實驗數(shù)據(jù)調(diào)研結(jié)果，發(fā)現(xiàn)碘值800毫克/克的顆粒狀和柱狀活性炭，其CTC值約為40~45%；而蜂窩活性炭因為風(fēng)阻較小，廢氣停留時間較短，與碘值800毫克/克顆粒狀、柱狀等活性炭吸附效率相當(dāng)?shù)姆涓C狀活性炭，其CTC值一般需達到55%，建議讀者參考。
最后，活性炭的碘值該如何測定呢？現(xiàn)行通常有兩種活性炭碘值的標(biāo)準(zhǔn)測定方法：《煤質(zhì)顆?；钚蕴吭囼灧椒?碘吸附值的測定》（GB/T 7702.7-2008）和《木質(zhì)顆粒活性炭試驗方法 碘吸附值的測定》（GB/T 12496.8-2015），分別適用于煤質(zhì)活性炭和木質(zhì)活性炭，根據(jù)活性炭種類選擇相應(yīng)的碘值測定方法即可。
本文作者：董帝豪
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