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      活性炭吸附法處理工業廢氣工藝流程

      2019-10-16

      1.活性炭簡述


        活性炭是由木質、煤質和石油焦等含碳的原料經熱解、活化加工制備而成,具有發達的孔隙結構、較大的比表面積和豐富的表面化學基團,特異性吸附能力較強的炭材料的統稱。活性炭通常為粉狀或粒狀具有很強吸附能力的多孔無定形炭。活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對廢氣中的一種或多種物質的吸附作用,以達到凈化空氣的目的。活性炭的吸附能力與活性炭的孔隙大小和結構有關。一般來說,顆粒越小,孔隙擴散速度越快,活性炭的吸附能力就越強。


        2.活性炭廢氣處理工藝流程


        2.1活性炭吸附工藝流程圖


        2.2活性炭吸附工藝說明


        車間有機廢氣通過吸氣罩收集,在排風機作用下,經過管道輸送進入干式過濾器,再進入活性炭吸附裝置,有機污染物被VOCs廢氣處理,凈化后的氣體經風機增壓后達標排放。活性炭吸附飽和后,請專業廠家再生后回用。


      VOCs廢氣處理


        3.活性炭的吸附原理


        吸附現象是發生在兩個不同的相界面的現象,吸附過程就是在界面上的擴散過程,是發生在固體表面的吸附,這是由于固體表面存在著剩余的吸引而引起的。吸附可分為物理吸附和化學吸附;物理吸附亦稱范德華吸附,是由于吸附劑與吸附質分子之間的靜電力或范德華引力導致物理吸附引起的,當固體和氣體之間的分子引力大于氣體分子之間的引力時,即使氣體的壓力低于與操作溫度相對應和飽和蒸氣壓,氣體分子也會冷凝在固體表面上,物理吸附是一種吸熱過程。化學吸附亦稱活性吸附,是由于吸附劑表面與吸附質分子間的化學反應力導致化學吸附,它涉及分子中化學鍵的破壞和重新結合,因此,化學吸附過程的吸附熱較物理吸附過程大。在吸附過程中,物理吸附和化學吸附之間沒有嚴格的界限,同一物質在較低溫度下往往是化學吸附。活性炭纖維吸附以物理吸附為主,但由于表面活性劑的存在,也有一定的化學吸附作用。


        3.1活性炭對VOCs廢氣處理的特點


        (1)對于芳香族化合物的吸附優于對非芳香族化合物的吸附。


        (2)對帶有支鍵的烴類物理優于對直鏈烴類物質的吸附。


        (3)對有機物中含有無機基團物質的吸附總是低于不含無機基團物質的吸附。


        (4)對分子量大和沸點高的化合物的吸附總是高于分子量小和沸點低的化合物的吸附。


        (5)吸附質濃度越高,吸附量也越高。


        (6)吸附劑內表面積越大,吸附量越高。


        4.活性碳纖維


        以新型吸附材料—活性碳纖維(ACF)為吸附劑的吸附法是近幾年發展起來的一種新型的有機廢氣回收方法,被認為是最有效的回收凈化有機廢氣的新方法,近年來已引起廣大研究工作者和相關企業的極大關注。與傳統的活性炭相比,活性碳纖維具有以下優異特。


        (1)比表面積大,有效吸附容量高。


        (2)吸附、脫附快,能耗低,容易再生。


        (3)強度高、壽命長。


        (4)形狀多樣,便于工程應用。


        (5)可吸附低濃度氣體。


        (6)吸附選擇性強。


         5.活性炭纖維有機廢氣回收裝置


        以活性炭纖維有機廢氣回收裝置中典型的三箱吸附裝置為例,分析其設備組成、工藝流程及技術特點。設備組成吸附設備由引風風機、表冷器、過濾器、吸附器、分層槽等組成,整個系統的運行由PLC程序控制,自動切換吸附器,使之交替進行吸附、解吸和干燥工藝過程的操作。工藝流程揮發性有機氣體先經過一定的前處理裝置,再經過濾器進一步去除尾氣中的雜質,以保證這些雜質不占用活性炭纖維的孔隙,影響活性炭纖維的吸附效率和使用壽命;過濾后的尾氣經風機引入吸附設備。吸附了一定數量有機溶劑的活性炭纖維,用飽和水蒸汽進行解吸,解吸完成后將通過過濾的外界空氣送入吸附器由風機進行干燥,使活性炭纖維床層冷卻并去除殘留的蒸汽,使活性炭纖維保持較高的吸附效率。干燥好的吸附器進入下一工作程序循環進行吸附。解吸出的含有機物的混合蒸汽進入冷凝器中進行一級冷凝,冷凝液再經板式冷凝器冷卻,經過冷凝的有機物和冷凝水進入分層槽,經重力分層,上層的有機物自動溢流至儲槽,然后經輸送泵送到吸附回收設備;下層的冷凝水排入廢水處理系統。


        5.1技術特點


        (1)結構合理


        吸附芯為籠型結構,具有活性碳纖維用量少,處理風量大的特點,可大幅度降低有機廢氣處理成本。


        (2)吸附率高


        由于活性炭纖維的比表面積特性,決定了其吸附率可高達95%以上。采用專利技術可以實現多級吸附,可以達到極高的吸附率,是目前國際上能夠達到苛刻的環保排放要求的吸附裝置。


        (3)運行能耗低、費用低


        由于活性炭纖維的脫附、再生能耗低,再加上活性炭纖維纏繞芯的氣流阻力小、風機功率小,所以在運行中活性炭纖維有機廢氣凈化回收裝置的氣耗和電耗均比較低。


        (4)全自動控制、無人值守運行


        采用德國西門子可編程序控制器中央控制,集成電磁閥、德國費斯托氣缸執行動作,可靠性高。按照工藝流程設計的模擬盤顯示,運行狀況可以一目了然,并設計有故障檢測及指示功能。可靠性強、操作簡單、便于維護。


        (5)安全可靠、適用于有爆炸危險場所


        采用防爆風機、防爆泵。控制柜、氣動柜采用正壓防爆技術,外部信號通過安全柵連接,系統接地,確保了裝置的安全性。

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