吸附法處理VOCs有機廢氣的工藝組成及要(yào)求
有(yǒu)機廢氣處理的情況特別複雜,各行各業均有其特殊(shū)性,就(jiù)廢氣成分來說,有含塵的、含水的、含油霧的、含漆霧等,並且多數情況下都(dōu)是多種(zhǒng)氣體(tǐ)的混合物,而且(qiě)就排放方式也各不相同(分散、集中、連續(xù)性、穩定性(xìng)等);廢氣的參數差別也(yě)很大,所以就決定了采用(yòng)的處理工藝也不一樣。
源和環保(bǎo)小編為您介紹使用吸(xī)附法來對(duì)VOCs廢氣處理工(gōng)藝中的吸附(fù)-水(shuǐ)蒸氣脫附-冷凝回收工藝,該回收工藝包含預處理係統、吸附係(xì)統、脫附(fù)再生係統、冷凝回收係統、自動控製係統、後處理(lǐ)係統等多個子(zǐ)係(xì)統。
(1)預處理係統 按照《吸(xī)附法(fǎ)工業有機廢氣治理工程技術規範》的要求:
① 預處理設備應根(gēn)據廢氣的成分、性質和影響吸附過程的物質性質及含量進行選(xuǎn)擇。
② 當廢(fèi)氣中顆粒(lì)物含量超過1mg/m3時,應先采用過濾或洗滌等方式進行預處理。
③ 當廢氣中含(hán)有吸附後難以脫附或造成(chéng)吸附劑中毒(dú)的成分時,應采用洗(xǐ)滌或預吸附等預處理方式處理(lǐ)。
④ 當(dāng)廢氣中有機物濃度較高時,應采用冷凝或稀釋等方式調節至其極限下限的(de)25%(實際操作時可以按(àn)照40%設計);當廢氣溫度較(jiào)高(或較低(dī))時,采用換熱方式將廢氣溫度調節至40℃以(yǐ)下。
(2)吸附係統 吸附係統是整個工藝技(jì)術(shù)的核心,吸附係統的性能決(jué)定(dìng)該技(jì)術的(de)處(chù)理效果(guǒ)和回收效果。主要包括係統閥門、吸附器、吸(xī)附劑。
①閥(fá)門選擇需要考(kǎo)慮,因為揮發性(xìng)有機物大都(dōu)易燃易爆(bào),因而(ér),閥門開關驅動(dòng)盡量采用氣動控製,安(ān)全性較高,同時閥門(mén)密封性(xìng)要好(hǎo),絕對(duì)乙出現泄漏。
②吸(xī)附器的形式 該工藝多采用固定床環式吸附器,用活性碳纖維作吸附劑(jì);因(yīn)其占地麵積小、阻力小而且易於組合,常被用於自動化回收裝置(zhì)中吸附(fù)器的(de)設計要注意幾個重要細節:
a、氣(qì)體進、出(chū)口設(shè)計要合理,氣流分布要均勻;
b、需要考慮(lǜ)吸(xī)附劑裝填空間、吸附器檢修空間;
c.儀器、儀表預留口(包括監測(cè)口)須設計準確;
d.增加安全(quán)措施,如吸附劑內部的溫度控製(zhì)、泄壓閥、必要的液封等。
根據企業生產(chǎn)流程,排氣氣量、排氣連續或間歌性,吸附床可采用單(dān)、雙或多床組合,連續排氣的工況需要配有備用床,在某些特定行業還需要配有事故床,以便在不停機的(de)情況下對吸附床進行檢修。
③吸附劑的選擇 目前,VOCs有機廢氣處理回收多使用炭基吸附劑(jì),它們包括顆粒活性炭、蜂窩活性炭、活性碳纖維氈等,有時候也(yě)使用沸(fèi)石(shí)分子(zǐ)篩或矽膠作吸附劑(jì)。環式固定床多使用活(huó)性碳纖維氈,在處理大風(fēng)量低濃度(dù)廢氣時,使用蜂窩活性炭居多;而利用移動床和流化床(chuáng)時,需要選擇特別耐磨的顆粒活性炭(tàn)。這裏還需要一提的是,在回收(shōu)混合溶劑(如汽油、塗布行業的VOCs)時,當廢氣中所含成分的分子(zǐ)動(dòng)力(lì)學直徑(jìng)範圍較(jiào)寬時,應采用以(yǐ)中孔(kǒng)為主的活性(xìng)炭。在采用(yòng)轉輪進行濃縮回(huí)收時(shí),多采用沸石分子篩作吸附劑。
目前(qián)對於(yú)各類活性炭(tàn)已出台了一係列國家標準,這些標準中(zhōng)均以(yǐ)四氯(lǜ)化碳(tàn)吸附率、比表麵積、碘(diǎn)值等(děng)為判斷依據。
采(cǎi)用活性炭為吸(xī)附劑、蒸汽(qì)脫附工藝回收有機物的工程,對某些有機(jī)物具(jù)有局限性,實際工程(chéng)實施中必須注意:
a、具有(yǒu)危(wēi)險性的有機(jī)物,代表(biǎo)性有機是環己(jǐ)酮,容(róng)易積蓄在活性炭上,會發生急劇(jù)的鏈式反應(yīng),使得係統會產生安全隱患,如尾氣(qì)中含有該物質,須避免采用活性炭基吸附劑其他酮類物質如丁酮、異氟爾酮也具有(yǒu)一定危險性,設計時必須考慮多重防護措施。
b.對於一些(xiē)不易從(cóng)炭基吸附劑上脫附的物質(見第三章),要考慮適(shì)當的處(chù)理方法。
c.由於活性炭表麵存在一些催化(huà)活性點,這些(xiē)點能(néng)夠催化(huà)一(yī)些易氧化易聚合的物質發生反應,如可(kě)催(cuī)化氧化負2價硫離子成(chéng)為單質硫,催化苯乙烯、甲醛等物質的聚合反應而生成它們的聚(jù)合物,這些(xiē)單質硫和(hé)聚合物覆蓋在吸附劑上,使吸附劑失去吸附功能。
(3)脫附再生係統 當吸附操作(zuò)接近床層破點(diǎn)時,要對吸附劑(jì)進行脫附。脫附介質采用低壓水蒸氣。水蒸氣氣源一般(bān)是0.6MPa,經減壓(yā)閥對其進降壓(yā)後為0.1MPa左右,此時蒸汽溫度在100左右。采用蒸汽脫附成後,層內殘留較多的水分(fèn),需采用熱空氣對其幹燥再生,或者采(cǎi)用真空泵對其進行微負壓抽氣,減少床層(céng)內水分和(hé)溶劑殘留。幹燥完成後還(hái)須通入冷風對床層降溫,達到吸附要求(qiú)後備用脫附蒸汽用量一般采(cǎi)用經驗進行估(gū)算,精確的計算方法參見第三章(zhāng)第七節“吸附法治理(lǐ)揮發性有機汙染物”。
(4)冷凝回收係統 經過加熱脫附,出口部分為水蒸汽和高濃度有機物的混合物,經(jīng)過冷凝、靜置後,不溶於水的有機物和水分離,直接回收利用,水溶性有機物則處於(yú)水相中,需要進行後處理。產生的(de)廢水需要經過處理達標排放。
該部分主要設備有冷凝器和分層槽,冷凝器可(kě)采用列管式(shì)冷凝器或板(bǎn)式換熱器,在實際應用中,一般采用列管式冷(lěng)凝器,板式換熱器(qì)整體占用空間小,但若產生堵(dǔ)塞、結垢很難清;另外,由於製造(zào)工藝的問題,板式換(huàn)熱器(qì)因腐獨(dú)原因,還常(cháng)常出現泄(xiè)漏。為此(cǐ)不主張使用板式換熱器。分(fèn)層槽用於不溶性有機物和冷凝水自動分離,通過密度差形成上層或者下層的有機物相,設計時(shí)需要考慮靜置停留時間以及有機物的轉移。
(5)後處理係統
①對不溶於水的回收溶劑的後處理一般情況下,由於采用的吸附劑在吸附前均經過清(qīng)洗,而在吸附過程中又沒有雜(zá)質進人,因此,如果回收的是單一(yī)組分,如甲苯,就可將分離出的(de)有機物直(zhí)接送入原料罐。如果回收品是混合物(wù),而且是由同(tóng)一個生產工序排放的,則(zé)不必進行(háng)嚴格的分離,隻(zhī)需對其進行成分的調整,達到原來的標準,即(jí)可直接作原料(liào)使用。
這裏需要一(yī)提的是,如果對回(huí)收品(pǐn)有嚴格的含水率要求,則需要進一步除水。
②對於溶於水的回收溶(róng)劑的後處理 若(ruò)回收品是溶於水(shuǐ)的,則采用水蒸氣脫附後的冷(lěng)凝液,如丙酮、二甲基甲酰胺等,則需采用蒸餾的辦(bàn)法對其進行(háng)分離。
(6)自(zì)動控製係統 對於連續運行的吸附回收(shōu)工藝,一般都設(shè)置自動控製係統。控製(zhì)係統一般(bān)采用(yòng)PLC對整個係統的運行操作進行自動(dòng)控製,並設有控製麵板(bǎn)。控製係統設計要嚴(yán)格按照規範要求。
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