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如何选用活性炭吸附装置治理VOCs有机废气
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如何选用活性炭吸附装置治理VOCs有机废气

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  • 来源:
  • 发布时间:2017-10-18 07:18
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【概要描述】活性炭吸附技术是一种成熟的治理VOCs废气的净化技术,由于该技术可以较彻底地净化废气,特别是可以对大风量、低浓度废气的进行彻底净化,并满足净化后达标排放

如何选用活性炭吸附装置治理VOCs有机废气

【概要描述】活性炭吸附技术是一种成熟的治理VOCs废气的净化技术,由于该技术可以较彻底地净化废气,特别是可以对大风量、低浓度废气的进行彻底净化,并满足净化后达标排放

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  活性炭吸附技术是一种成熟的治理VOCs废气的净化技术,由于该技术可以较彻底地净化废气,特别是可以对大风量、低浓度废气的进行彻底净化,并满足净化后达标排放,因此该技术比其它技术显现出更大的优势。活性炭吸附净化装置早已应用于对VOCs有机废气的净化或回收等领域,尤其是在包装涂层、石油化工、合成纤维、电子制造、医药化工、胶粘剂生产等行业得到广泛的应用。同时,活性炭吸附净化技术是目前国内处理化工行业VOCs有机废气中最常用、最安全、最保险的一种治理技术。

  1、活性炭吸附装置的种类

  常见的活性炭吸附装置分为颗粒活性炭(GAC)吸附装置和活性炭纤维(ACF)吸附装置。如下图:

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 2、活性炭材料吸附的原理

  活性炭吸附材料主要有:颗粒活性炭(GAC)、活性炭纤维(ACF)、蜂窝状活性炭等等。

  颗粒活性炭(GAC)和活性炭纤维(ACF)是经过特殊的工艺处理制成的两种形态和性能不同的吸附材料 ,吸附材料内含有丰富的微孔结构 ,这些人眼看不到的微孔,能够依靠分子力 ,吸附VOCs有机废气分子 ,从而达到净化的目的。

  活性炭吸附过程包括吸附净化和脱附再生:

  l 吸附净化过程是将VOCs有机废气通过抽气风机送入到净化装置的吸附床 ,有机废气分子在通过吸附床时被活性炭所吸附,从而使废气得到净化 ,净化后的气体直接达标排放,即完成净化过程。

  l 脱附再生过程是当吸附床内的活性炭吸附有机分子达到允许吸附量时 ,该吸附床已经不能再继续进行吸附操作 ,而转入脱附再生过程,否则会造成净化后排放气体不达标。脱附再生使吸附在活性炭中的有机物脱附出来,以恢复活性炭的吸附活性,达到使吸附床能够循环吸附的目的。

  3、颗粒活性炭(GAC)吸附装置和活性炭纤维(ACF)吸附装置的特点

  3.1、颗粒活性炭(GAC)吸附装置:

  l 使用的吸附材料为柱状的颗粒活性炭,颗粒活性炭中含有微孔、中孔和大孔即多种吸附孔,适合吸附苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、正己烷、环己烷、庚烷、120#汽油、溶剂油、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯乙烷、二氯乙烷等VOCs有机废气。

  l 正常使用情况下颗粒活性炭的使用寿命为3-4年。

  l 颗粒活性炭(GAC)吸附器多为卧式或立式罐体结构,一般采用不锈钢或碳钢制作,可以承受一定的压力。吸附床层多为颗粒活性炭平铺堆积而成,平铺堆积在不锈钢网吸附床上。

  l 整套装置采用自动控制阀门和PLC控制报警系统,装置可全自动的连续运行。

  l 整套装置可以安装在地面或够承重的楼顶,采用露天安置。

  3.2、活性炭纤维(ACF)吸附装置

  l 使用的吸附材料为毡状的活性炭纤维,活性炭纤维中主要含微孔一种吸附孔,这种均一的微孔结构,决定了更快的吸附速度和更高的吸附率,这种微孔适合吸附氯苯、四氯化碳、醋酸乙酯、甲苯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮(MEK)、环己酮、甲醇、乙醇、异丙醇等VOCs有机废气。

  l 正常情况下活性炭纤维的使用寿命为4-5年。

  l 活性炭纤维(ACF)吸附器多为立式箱体结构,箱体可以是方形或圆柱形的,一般均是采用不锈钢制作,不能承受较大压力,一般受压就几十千帕。

  l 吸附床层由毡状的活性纤维缠绕在中空圆环笼状的吸附床钢网上而成,称为吸附芯。每个吸附器内含有多个吸附芯。中空圆环笼状的吸附床有利于吸附热的及时排出。

  l 整套装置采用自动控制阀门和PLC控制报警系统,装置可全自动的连续运行。

  l 整套装置可以安装在地面或够承重的楼顶,采用露天安置。

  4、活性炭吸附床的脱附再生

  由于活性炭的吸附容量是有限的,在有机物排放量较大的情况下,最原始的经常换炭式的非再生活性炭吸附器极易达到饱和,从而很快失去吸附作用。经常性的更换活性炭,既浪费大量的人力物力,又产生大量的固废,因此这种非再生性的活性炭吸附方法会逐渐被环保管理部门所淘汰。

  我们所推荐的活性炭吸附净化装置,活性炭不用经常性更换,且活性炭具有再生功能。只有在活性炭吸附效果变得较差后,我们才建议更换活性炭,一般3-5年才更换一次。

  活性炭吸附材料再生的方法有加热吸附材料再生和使吸附材料减压再生:

  l 加热吸附材料再生方法中,常见的为采用高温饱和水蒸气或热的气体直接吹扫吸附材料进行再生。也有采用热传递方式间接加热吸附材料进行再生的,但是这种脱附方式的效果很差,费时耗能。

  l 减压再生就是抽真空再生,采用真空泵对吸附器密闭抽真空,使吸附在活性炭内的有机分子被抽逸出来。这种减压脱附的方式在冷凝法油气回收装置中配套使用的较多。

  我们所推荐的活性炭吸附净化装置,是采用高温饱和水蒸气直接吹扫吸附床加热再生,或采用热的氮气直接吹扫吸附床加热再生的方式,这两种再生方式既安全,效果也好。

  采用水蒸气再生时,会产生蒸汽冷凝废水;如果净化对象是非水溶性的有机气体,所产生的冷凝水通过重力分层后可以直接排放,同时也可以回收有机溶剂,不会产生二次污染。如果净化对象含有水溶性的有机气体,所产生的冷凝水中会含有有机溶剂,不可以直接排放,必须经过提纯后入废水系统集中处理。因此,对于无法处理这个污染冷凝废水的企业,的确是个问题。

  采用热氮气吹扫活性炭再生方式不会产生废水,但是处理相同的有机废气时,净化装置的成本投入会比水蒸气脱附装置的更大。具体选用哪一种脱附再生方式的活性炭吸附净化装置,要根据实际情况来综合决定,一个是客户所需处理的有机废气的组分,另外就是客户计划投入的资金等因素。较大的化工厂一般都有污水集中处理池,也可以不必考虑所处理废气的溶解性,净化装置所产生的废水直接入废水池,这样可以节省很多投入资金。

  5、活性炭吸附净化装置应用的主要领域

  5.1、应用在溶剂回收或油气回收的场所:

  由于活性炭吸附净化方式为非破坏废气源的一种净化方式,不像燃烧等方式,因此在有机废气组分比较单一的场合(废气中含有1-2种溶剂),活性炭吸附净化装置能够回收到一定量的有机溶剂,回收溶剂有的可以直接回用,或经过精馏塔提纯后回用。因此,活性炭吸附净化装置是一种能够产生较大回收经济效益的装置,因此被国内很多企业广泛采用。列举一个例子:2009年,浙江温州的一个包装材料厂,该厂排放废气源组分为120#溶剂汽油,该企业投资一百多万,购买安装了一套颗粒活性炭(GAC)吸附净化装置,装置运行投产后,每天可以回收到1.5吨左右的120#溶剂汽油,当时120#溶剂汽油价格为0.9万元每吨,除去运行成本,才几个月该厂就回收了投入成本。

  5.2、应用在工业企业VOCs有机废气排放需要治理的场所:

  这类企业所排放的有机废气量大、浓度很低,采用活性炭吸附净化装置,运行能耗低,每天使用脱附蒸汽的量很小,所产生的冷凝废水相应也很少,每天一般0-2吨废水,有的企业内本来就有废水集中处理池,这么点废水很好处理。有些稍大一些的化工企业,担心安全问题,规定不允许安装RTO等净化装置,只允许安装活性炭吸附净化装置,可见活性炭吸附净化装置的安全性是得到大家一致认可的。有的企业无法提供用于吸附床脱附的高温水蒸气,这时我们可以为客户设计一套采用氮气脱附的活性炭吸附净化装置,同时也解决了避免产生废水二次污染的问题。由于各个企业所排放的有机废气组分不同,以及具备装置运行的公用工程条件不够,因此实际选用哪种活性炭吸附净化装置时也会有不同。

  目前国内在VOCs有机废气治理方面介绍有很多种工艺和方法,许多环保装置供应商也鱼目混杂,搞得我们广大企业主不知道如何选正确用废气净化装置。 以上是我们为广大VOCs有机废气排放企业提供的一点参考资料,希望对大家有点用处!

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