吸附法處理VOCs有機廢氣的工藝組成及要求
有機廢氣處理的情況特別復(fù)雜,各行各業(yè)均有其特殊性,就廢氣成分來說,有含塵的、含水的、含油霧的、含漆霧等,并且多數(shù)情況下都是多種氣體的混合物,而且就排放方式也各不相同(分散、集中、連續(xù)性、穩(wěn)定性等);廢氣的參數(shù)差別也很大,所以就決定了采用的處理工藝也不一樣。
源和環(huán)保小編為您介紹使用吸附法來對VOCs廢氣處理工藝中的吸附-水蒸氣脫附-冷凝回收工藝,該回收工藝包含預(yù)處理系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫附再生系統(tǒng)、冷凝回收系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)。
(1)預(yù)處理系統(tǒng) 按照《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》的要求:
① 預(yù)處理設(shè)備應(yīng)根據(jù)廢氣的成分、性質(zhì)和影響吸附過程的物質(zhì)性質(zhì)及含量進行選擇。
② 當(dāng)廢氣中顆粒物含量超過1mg/m3時,應(yīng)先采用過濾或洗滌等方式進行預(yù)處理。
③ 當(dāng)廢氣中含有吸附后難以脫附或造成吸附劑中毒的成分時,應(yīng)采用洗滌或預(yù)吸附等預(yù)處理方式處理。
④ 當(dāng)廢氣中有機物濃度較高時,應(yīng)采用冷凝或稀釋等方式調(diào)節(jié)至其極限下限的25%(實際操作時可以按照40%設(shè)計);當(dāng)廢氣溫度較高(或較低)時,采用換熱方式將廢氣溫度調(diào)節(jié)至40℃以下。
(2)吸附系統(tǒng) 吸附系統(tǒng)是整個工藝技術(shù)的核心,吸附系統(tǒng)的性能決定該技術(shù)的處理效果和回收效果。主要包括系統(tǒng)閥門、吸附器、吸附劑。
①閥門選擇需要考慮,因為揮發(fā)性有機物大都易燃易爆,因而,閥門開關(guān)驅(qū)動盡量采用氣動控制,安全性較高,同時閥門密封性要好,絕對乙出現(xiàn)泄漏。
②吸附器的形式 該工藝多采用固定床環(huán)式吸附器,用活性碳纖維作吸附劑;因其占地面積小、阻力小而且易于組合,常被用于自動化回收裝置中吸附器的設(shè)計要注意幾個重要細節(jié):
a、氣體進、出口設(shè)計要合理,氣流分布要均勻;
b、需要考慮吸附劑裝填空間、吸附器檢修空間;
c.儀器、儀表預(yù)留口(包括監(jiān)測口)須設(shè)計準(zhǔn)確;
d.增加安全措施,如吸附劑內(nèi)部的溫度控制、泄壓閥、必要的液封等。
根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)流程,排氣氣量、排氣連續(xù)或間歌性,吸附床可采用單、雙或多床組合,連續(xù)排氣的工況需要配有備用床,在某些特定行業(yè)還需要配有事故床,以便在不停機的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,它們包括顆?;钚蕴俊⒎涓C活性炭、活性碳纖維氈等,有時候也使用沸石分子篩或硅膠作吸附劑。環(huán)式固定床多使用活性碳纖維氈,在處理大風(fēng)量低濃度廢氣時,使用蜂窩活性炭居多;而利用移動床和流化床時,需要選擇特別耐磨的顆?;钚蕴?。這里還需要一提的是,在回收混合溶劑(如汽油、涂布行業(yè)的VOCs)時,當(dāng)廢氣中所含成分的分子動力學(xué)直徑范圍較寬時,應(yīng)采用以中孔為主的活性炭。在采用轉(zhuǎn)輪進行濃縮回收時,多采用沸石分子篩作吸附劑。
目前對于各類活性炭已出臺了一系列國家標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)中均以四氯化碳吸附率、比表面積、碘值等為判斷依據(jù)。
采用活性炭為吸附劑、蒸汽脫附工藝回收有機物的工程,對某些有機物具有局限性,實際工程實施中必須注意:
a、具有危險性的有機物,代表性有機是環(huán)己酮,容易積蓄在活性炭上,會發(fā)生急劇的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),使得系統(tǒng)會產(chǎn)生安全隱患,如尾氣中含有該物質(zhì),須避免采用活性炭基吸附劑其他酮類物質(zhì)如丁酮、異氟爾酮也具有一定危險性,設(shè)計時必須考慮多重防護措施。
b.對于一些不易從炭基吸附劑上脫附的物質(zhì)(見第三章),要考慮適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ā?/span>
c.由于活性炭表面存在一些催化活性點,這些點能夠催化一些易氧化易聚合的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如可催化氧化負2價硫離子成為單質(zhì)硫,催化苯乙烯、甲醛等物質(zhì)的聚合反應(yīng)而生成它們的聚合物,這些單質(zhì)硫和聚合物覆蓋在吸附劑上,使吸附劑失去吸附功能。
(3)脫附再生系統(tǒng) 當(dāng)吸附操作接近床層破點時,要對吸附劑進行脫附。脫附介質(zhì)采用低壓水蒸氣。水蒸氣氣源一般是0.6MPa,經(jīng)減壓閥對其進降壓后為0.1MPa左右,此時蒸汽溫度在100左右。采用蒸汽脫附成后,層內(nèi)殘留較多的水分,需采用熱空氣對其干燥再生,或者采用真空泵對其進行微負壓抽氣,減少床層內(nèi)水分和溶劑殘留。干燥完成后還須通入冷風(fēng)對床層降溫,達到吸附要求后備用脫附蒸汽用量一般采用經(jīng)驗進行估算,精確的計算方法參見第三章第七節(jié)“吸附法治理揮發(fā)性有機污染物”。
(4)冷凝回收系統(tǒng) 經(jīng)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、靜置后,不溶于水的有機物和水分離,直接回收利用,水溶性有機物則處于水相中,需要進行后處理。產(chǎn)生的廢水需要經(jīng)過處理達標(biāo)排放。
該部分主要設(shè)備有冷凝器和分層槽,冷凝器可采用列管式冷凝器或板式換熱器,在實際應(yīng)用中,一般采用列管式冷凝器,板式換熱器整體占用空間小,但若產(chǎn)生堵塞、結(jié)垢很難清;另外,由于制造工藝的問題,板式換熱器因腐獨原因,還常常出現(xiàn)泄漏。為此不主張使用板式換熱器。分層槽用于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(shè)計時需要考慮靜置停留時間以及有機物的轉(zhuǎn)移。
(5)后處理系統(tǒng)
①對不溶于水的回收溶劑的后處理一般情況下,由于采用的吸附劑在吸附前均經(jīng)過清洗,而在吸附過程中又沒有雜質(zhì)進人,因此,如果回收的是單一組分,如甲苯,就可將分離出的有機物直接送入原料罐。如果回收品是混合物,而且是由同一個生產(chǎn)工序排放的,則不必進行嚴格的分離,只需對其進行成分的調(diào)整,達到原來的標(biāo)準(zhǔn),即可直接作原料使用。
這里需要一提的是,如果對回收品有嚴格的含水率要求,則需要進一步除水。
②對于溶于水的回收溶劑的后處理 若回收品是溶于水的,則采用水蒸氣脫附后的冷凝液,如丙酮、二甲基甲酰胺等,則需采用蒸餾的辦法對其進行分離。
(6)自動控制系統(tǒng) 對于連續(xù)運行的吸附回收工藝,一般都設(shè)置自動控制系統(tǒng)??刂葡到y(tǒng)一般采用PLC對整個系統(tǒng)的運行操作進行自動控制,并設(shè)有控制面板??刂葡到y(tǒng)設(shè)計要嚴格按照規(guī)范要求。
昆山源和環(huán)??萍加邢薰?/span>是一家致力于環(huán)保工程規(guī)劃、環(huán)保設(shè)備設(shè)計、設(shè)備制造、工程施工、售后服務(wù)于一體的專業(yè)化環(huán)保公司。創(chuàng)始人20年專注工業(yè)廢氣處理行業(yè),具有豐富的工程實踐經(jīng)驗,積累了強大的技術(shù)實力。從客戶咨詢到現(xiàn)場勘查、評估、規(guī)劃設(shè)計、產(chǎn)品制作、現(xiàn)場安裝、售后服務(wù)都建立了一套行之有效的管理體制。根據(jù)廢氣污染物的性質(zhì)和排放特點選擇不同的處理技術(shù),為您專屬設(shè)計方案并規(guī)劃圖紙和清單,做到了一廠一方案,只為能夠幫助企業(yè)解決廢氣處理難題。
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