南通乾瀚环境工程有限公司

　　"喷淋洗涤+活性炭吸附"净化工艺的探讨

　　在大多数情况下，将喷淋洗涤塔和活性炭吸附塔直接串联，是许多废气治理净化工艺中常见但容易被忽视的误区。特别是很多环评碰到，"酸雾+VOC"类废气，净化工艺基本采用"喷淋洗涤+活性炭吸附"。这个搭配其实存在原理上的"悖论"，要解释这一现象，得先拆解喷淋洗涤和活性炭吸附各自的作用原理，喷淋洗涤后尾气中含液态水雾，而活性炭需要干燥环境才能达到吸附效果。碰到水雾颗粒会表面包裹住活性炭失去吸附功效，同时在迎风面结痂增加风阻。从而大幅降低净化效率，甚至导致整个系统失效。

　　有些"喷淋洗涤+活性炭吸附"净化工艺基本能用，那是因为前端喷淋塔的气液比只有1:1或≤1:2，基本没有达到喷淋洗涤的效果。

　　下面从净化原理、问题细节和正确工艺设计三个方面来详细解释为什么这是悖论，以及应该如何正确设计。

　　一、两种技术的原理及其冲突

　　(1)喷淋洗涤的原理：

　　主要处理亲水性的污染物，如酸碱废气(HCl、NH₃、SO₂等)、易溶于水的有机物(如醇类、酮类、部分醛类)以及粉尘颗粒物。通过喷淋液(水或化学药剂)与废气充分接触，利用传质吸收和惯性碰撞的原理，将污染物转移到液体中或使颗粒物增重后被捕获。经过喷淋处理后，废气会变成高湿的饱和湿空气，相对湿度接近100%，其中夹带着大量微小液滴(水雾/气溶胶)。即使安装了简单的除雾器，也无法100%去除这些微米级的水雾。

　　(2)活性炭吸附的原理

　　核心作用：主要依靠活性炭巨大的比表面积和丰富的微孔结构，通过范德华力(物理吸附)来捕获疏水性的挥发性有机物(VOCs)和恶臭气体。

　　▲工作的理想条件：干爽的活性炭表面，孔道必须畅通无阻，才能让气体分子顺利进入并被吸附。

　　▲较低的相对湿度：水分子也是极性分子，会与VOCs分子竞争吸附位点。当湿度很高时，水分子会优先占据活性炭表面的亲水位点甚至孔道，导致其吸附VOCs的能力急剧下降。

　　二、悖论与冲突的具体体现

　　喷淋洗涤后尾气中含水雾颗粒直接包裹住活性炭表面从而失去吸附能力，正是问题的核心，具体表现在：

　　(1)物理堵塞：

　　喷淋塔带来的水雾颗粒会直接撞击并附着在活性炭的表面，形成一层水膜。这层水膜会物理性地堵塞活性炭的入口孔道，使得VOCs废气根本无法进入活性炭内部的巨大比表面积区域，就像给海绵表面裹了一层塑料膜，再多的孔也失去了作用。

　　(2)竞争吸附：

　　即使水雾没有完全堵塞孔道，高湿度的废气中的水蒸气分子也会大量涌入活性炭的微孔中。

　　水分子是极性的，会与VOCs分子(许多是非极性或弱极性的)竞争吸附位点。由于水分子数量占绝对优势，它会优先占据这些位置，导致活性炭对目标污染物VOCs的吸附容量大幅降低，可能仅为干燥条件下的几分之一甚至更低。

　　(3)衍生问题：

　　▲系统风阻增大：活性炭被弄湿后，颗粒间会形成水桥，导致床层板结，废气通过的阻力(压降)急剧增加，能耗飙升，甚至损坏风机。

　　▲滋生微生物：潮湿的活性炭和其中的有机物是微生物(细菌、霉菌)繁殖的温床，会产生生物泥垢，进一步堵塞孔道，并产生新的恶臭气味。

　　安全性风险：如果废气中含有高温或反应性物质，潮湿环境可能带来腐蚀或其它未知反应风险。

　　三、正确的工艺组合与设计

　　当碰到"酸雾+VOC"类尾气时，采用"喷淋洗涤+活性炭吸附"的工艺从投资成本和运行成考虑也是最经济的选择。但不能简单直接地串联，中间必须进行有效的处理。正确的工艺逻辑是：

　　(1)"预处理+除湿+后端净化"

　　常见且正确的组合工艺是：喷淋洗涤塔+除湿+烟气换热器(可选)+活性炭吸附箱/塔。

　　① 喷淋洗涤塔作为预处理单元去除掉酸性/碱性废气、粉尘和大颗粒物。这一步保护了后端的活性炭，避免其被粉尘快速堵塞或被酸碱物质腐蚀。

　　② 除湿段可选择电晕放电的除尘设备或高效除雾器，由乾瀚公司生产的"电晕放电的一体化除尘设备"通过核电降尘作用彻底去除尾气水雾颗粒，包括气溶胶。高效除雾器的选择有：

　　▲丝网除雾器，利用惯性碰撞捕获较小液滴。

　　▲旋风除雾器或叶片式除雾器。

　　▲纤维除雾器：能捕获微米级甚至亚微米级的雾滴。

　　▲经过高效除雾后，废气中夹带的液态水含量可被降至极低水平。

　　③ 烟气换热器/冷凝器：经过喷淋后，废气温度降低，但湿度依然处于饱和状态。通过加热(降低相对湿度)或进一步冷凝脱水，可以显著降低废气进入活性炭前的相对湿度，为活性炭创造最佳的吸附环境。

　　④ 活性炭吸附塔：此时，废气已经变得相对干燥、清洁，活性炭可以高效地吸附剩余的、喷淋法无法处理的疏水性VOCs有机物，发挥其最大功效。

　　总结：

　　"喷淋洗涤+活性炭吸附"的直接串联是一个工艺悖论，因为它让前一个工序(喷淋)的副产物(高湿、水雾)直接破坏后一个工序(活性炭吸附)的核心工作条件。

　　在科学的废气治理工艺设计中，它们之间必须增加除湿工艺(如湿电或高效除雾器等)将两者的功能解耦，使其各司其职，才能形成一个高效、稳定、经济的组合工艺。许多治理效果不佳的项目，问题往往就出在这个容易被忽略的"细节"上。

　　南通乾瀚环境工程有限公司 金俊哲