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活性炭在有机废气处理中的主要吸附工艺

出处:www.yxhykj168.com  分类:行业资讯  发布:2019-9-2 9:05:02  阅读:(17)
摘要:
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当前我国VOCs涉及的污染行业广且各行业排放的VOCs种类繁多、成分复杂,常见的有烃类、醇类、醚类、酯类等。加油站、装修、餐饮、干洗、喷涂、化工等生产或使用有机溶剂(性状:透明,无色的液体)的行业都会产生VOCs排放,此外,治理技术体系复杂,涉及十多种技术及组合技术,一般一个治理企业只能掌握一种技术到几种技术;尤其业内对技术适用范围、使用条件缺乏规律(rhythmical)性认识,对工艺设计和净化装备设计存较大随意性等问题。


据调研了解:活性炭吸附技术是VOCs治理的主流技术之一,技术成熟、简单易行、治理成本低、适应范围广,在所有的有机废气处理技术中占有最大的市场(shì chǎng)份额,在涂装、包装印刷、石油化工、化学品制造、医药化工和异味治理等领域都得到了广泛的应用。但由于业内人员对活性炭的基本性能、活性炭吸附技术的适用范围和使用条件等缺乏规律(rhythmical)性认识,在活性炭选型、工艺设计和净化装备设计中存在较大随意性,造成净化设备效率低,存在安全隐患,活性炭再生更换困难等问题。市场上很多环保企业对活性炭吸附技术过于低估(简单误认为活性炭吸附技术无非就是简单的吸附—脱附)。行业的种种不规范及工艺混乱,导致目前不少地方环保主管部门陷入了“闻炭色变”的误区。
满足当前国内VOCs污染实际治理工程的实际需要,正确引导行业标准活性炭在挥发性有机物(VOCs)净化中的应用,显得至关重要。VOC废气处理设备要是运用不同工艺技术,通过回收或去除减少排放尾气的有害成分,达到保护环境、净化空气的一种环保设备。
活性炭净化VOCs的主要吸附工艺、工艺选择和活性炭选择主要吸附工艺的分类
根据吸附剂再生方式方法和解吸气体后处理(chǔ lǐ)方式的不同,目前在VOCs治理中,典型的治理工艺包括(bāo kuò)以下四种:
a)水蒸气(简称水汽)再生--冷凝回收工艺;
b)热气流(空气或稀有气体(noble gases))再生--冷凝回收工艺;
c)热气流(空气)再生—催化燃烧或高温焚烧工艺;
d)降压解吸再生--液体吸取工艺。
                                                                                 图A.1 水蒸气再生--冷凝回收工艺流程:
吸附材料:颗粒活性炭、活性炭纤维

                                                        图A.2 热气流(空气或惰性气体)再生--冷凝回收工艺流程(liú chéng)
吸附材料:通常采用颗粒活性炭(acticarbon)
                                                                         图A.3热气流(空气)再生—催化燃烧或高温焚烧工艺流程
吸附材料:蜂窝活性炭、颗粒活性炭、活性炭纤维
                                                                                          图A.4 降压解吸再生--液体吸取工艺流程
活性炭类型:专用颗粒活性炭(中孔活性炭)
   工艺路线选择

  1. 连续稳定产生的废气可以采用固定床、移动床和流化床吸附装置,非连续产生或浓度不稳定的废气宜采用固定床吸附装置。当使用固定床吸附装置时,宜采用吸附剂原位再生工艺。
2 当废气中的有机物具有回收价值时,可根据情况(Condition)选择采用水蒸气再生、热气流(空气或惰性气体)再生或降压解吸再生工艺。脱附后产生的高浓度气体可根据情况选择采用降温冷凝或液体吸取工艺对有机物进行回收。

  3. 当废气中的有机物不宜回收时,宜采用热气流再生工艺。脱附产生的高浓度有机气体采用催化燃烧或高温焚烧工艺进行销毁。
4.当废气中的有机物浓度高且易于冷凝时,宜先采用冷凝工艺对废气中的有机物进行部分回收后再进行吸附净化。伟德954网址酸雾废气由风管引入净化塔,经过填料层,废气与氢氧化钠吸取液进行气液两相充分接触吸取中和反应,酸雾废气经过净化后,再经除雾板脱水除雾后由风机排入大气。
                                         氮气再生固定床吸附回收工艺
特点:
使用安全
回收溶剂纯度高,便于分离提纯
目前技术发展成熟,在包装印刷等行业得到了大量应用
多采用颗粒状活性炭

流化床吸附回收工艺特点:
采用球型活性炭,耐磨损,但价格高
控制(control)和管理(guǎn lǐ)要求高
处理气量大,但净化效率较低

活性炭的选择
苯、甲苯、二甲苯:微孔活性炭
分子尺寸>二甲基苯(methylbenzene)的化合物:如苯乙烯、C7以上的脂肪(fat)烃、汽油等,需要含有中孔的活性炭,如“汽油炭”
大分子化合物:如石脑油、DMF(二甲基甲酰胺)、吲哚琳、一些大分子染料中间体、制药中间体、农药中间体等,不能使用活性炭(acticarbon)吸附的方法净化
小分子化合物:如4个C以下的脂肪烃,活性炭的吸附能力差,也不能使用活性炭吸附的方法净化
VOCs净化用活性炭的常用类型
VOCs净化用活性炭材料的常用类型
(根据用途和吸附工艺划分)

  (1)油气回收用颗粒活性炭

  (2)溶剂回收用颗粒活性炭

  (3)低浓度废气吸附浓缩用蜂窝状活性炭

  (4)溶剂(性状:透明,无色的液体)回收用活性炭纤维
对颗粒活性炭的基本性能要求

  (一)油气回收用活性炭的孔隙特征与指标要求

  (二)溶剂(性状:透明,无色的液体)回收用活性炭的孔隙特征与指标要求
采用降压(抽真空)解吸,需要“中孔(超过2nm)活性炭”。
一般采用水蒸气置换再生,再生速度较快,需要较多的 “过渡孔”(1.5~2.0nm),以及“部分中孔”。
当采用热空气或氮气吹扫再生时,也建议采用以上指标。有机废气处理设备常见的产生等离子体的方法是气体放电,所谓气体放电是指通过某种机制使一电子从气体原子或分子中电离出来,形成的气体媒质称为电离气体,如果电离气由外电场产生并形成传导电流,这种现象称为气体放电。根据放电产生的机理、气体的压j源性质以及电极的几何形状、气体放电等离子体主要分为以下几种形式:①辉光放电;③ 介质阻挡放电;④射频放电;⑤ 微波放电。(采用低指标的活性炭也可以,但再生速度较慢)

  (三)蜂窝状活性炭的指标要求
蜂窝活性炭用于低浓度VOCs的吸附浓缩工艺; 掺加了一定量的粘合剂(黏土、高岭土、海泡石等)挤压成型;目前市场上的蜂窝炭的比表面积一般在400-600m2/g; 吸附速度和脱附再生速度都较慢,只适用于低浓度的VOCs废气净化。

  (四)活性炭纤维—通常用于溶剂回收
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