1、活性炭吸附技術(shù)在廢氣處理中的應用活性炭吸附技術(shù)在廢氣處理中的應用目錄目錄1、吸附法、吸附法2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)3、活性炭吸附法的組合工藝、活性炭吸附法的組合工藝1、吸附法、吸附法1.1概述概述 基本原理基本原理：利用各種固定吸附劑對排放廢氣中的污染物進行吸附凈化的方法。 作用原理作用原理：物理吸附和化學吸附，而VOCs廢棄的凈化主要采用物理吸附方法。 關鍵技術(shù)關鍵技術(shù)：吸附劑、吸附設備和工藝、再生介質(zhì)、后處理工藝 適用范圍適用范圍：適宜處理低濃度、高風量的有機廢氣，主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氫化合物、大部分含氯溶劑、常用醇類、部分酮類和酯類等 優(yōu)點優(yōu)點：去除率高，是去除氣相污

2、染物較為常用的方法 缺點：缺點：存在投資運行費用較高且有產(chǎn)生二次污染的缺陷，而且吸附劑的容量有限且設備龐大，吸附劑再生有機溶劑回收等后處理工程復雜1、吸附法、吸附法1.2吸附劑吸附劑l 選擇指標選擇指標吸附容量吸附容量：直接決定吸附質(zhì)在吸附床上的停留時間和吸附設備規(guī)模 吸附等溫線：在一定溫度下，吸附量與吸附質(zhì)平衡分壓之間的關系曲線，有五種基本類型：Lamgmuir等溫吸附：多分子層吸附 ：多分子層吸附，且吸附質(zhì)在吸附劑微孔和毛細管中凝結(jié)一、吸附法一、吸附法1.2吸附劑吸附劑l 選擇指標選擇指標比表面積比表面積：單位質(zhì)量吸附劑所具有的比表面積 as = at/m式中：as吸附劑的比表面積（m2/

3、g）；at吸附劑的總表面積（m2）；m吸附劑的質(zhì)量（g）孔半徑孔半徑：表示微孔大小大孔（r=0.1-1.0 m）：吸附液體分子較有效中孔（r=0.002-0.1 m）：吸附蒸汽分子較有效小孔（r0.002 m）：吸附氣體分子較有效孔隙率孔隙率：吸附劑內(nèi)部微孔的容積與吸附劑個體體積之比 h= Vh/ Vs式中：Vh吸附劑內(nèi)部微孔的總?cè)莘e（m3）；Vs吸附劑個體的體積（m3）1、吸附法、吸附法1.2吸附劑吸附劑l 常用吸附劑常用吸附劑沸石分子篩沸石和分子篩的主要成分都是鋁硅酸鹽，熱穩(wěn)定性好，熱氣流再生時安全性好；可對分子篩進行化學修飾和改性，提高VOCs去除效果。顆粒硅膠活性氧化鋁多空粘土礦1、吸

4、附法、吸附法1.2吸附劑吸附劑l 常用吸附劑常用吸附劑柱狀活性炭椰殼活性炭球形活性炭蜂窩狀活性炭纖維狀活性炭活性炭活性炭活性炭：最具有代表性的無極吸附劑；對非極性物質(zhì)（有機溶劑）效果佳蜂窩狀活性炭蜂窩狀活性炭：床層阻力?。晃覈幚砀唢L量、低濃度VOCs設備中居多活性炭纖維活性炭纖維：比表面積大、微孔豐富且分布均勻、吸脫附速率快、吸附速率高、易再生2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.1活性炭活性炭 活性炭是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形碳，也有排列規(guī)整的晶體碳?；钚蕴恐谐荚赝?，還包含兩類摻和物：一類是化學結(jié)合的元素，主要是氧和氫；另一類摻和物是灰分，它是活性炭的無機部分。 活性炭

5、由于具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和極大比表面積，是首選的吸附劑。通常活性炭的孔容積達0.21.0cm3/g，比表面積達到3003000m2/g2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.2吸附技術(shù)吸附技術(shù)l 變壓吸附變壓吸附（ Pressure Swing Adsorption.簡稱PSA ） 基本原理基本原理：PSA是對氣體混合物進行提純的工藝過程，該工藝是以多孔性固體物質(zhì)（吸附劑）內(nèi)部表面對氣體分子的物理吸附為基礎，在兩種壓力狀態(tài)之間工作的可逆的物理吸附過程，它是根據(jù)混合氣體中雜質(zhì)組分在高壓下具有較大的吸附能力，在低壓下又具有較小的吸附能力，而理想的組分H2則無論是高壓或是低壓都具有較小的吸附能力的原

6、理。在高壓下，增加介質(zhì)分壓以便將其盡量多的吸附于吸附劑上，從而達到高的產(chǎn)品濃度。吸附劑的解吸或再生在低壓下進行，盡量減少吸附劑上雜質(zhì)的殘余量，以便于在下個循環(huán)再次吸附雜質(zhì)。 操作方式操作方式：按照操作方式的不同，變壓吸附又可以分為速度分離型與平衡分離型兩類，即分別根據(jù)吸附劑對各組分吸附速率的差別和氣體在吸附劑上平衡吸附性能的差異來實現(xiàn)氣體分離。 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：變壓吸附（PSA）的循環(huán)周期短、吸附劑利用率高、產(chǎn)品純度高、吸附劑用量相對較少，不需要外加換熱設備，主要用于氣量大原料氣體組分復雜的氣體的分離與提純。缺點是回收率較深冷法低些。2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.2吸附技術(shù)吸附技術(shù)l

7、變溫吸附變溫吸附（Temperature Swing Adsorption.簡稱TSA） 基本原理基本原理：TSA是利用吸附劑在不同溫度下吸附容量的的差異來實現(xiàn)吸附和分離的循環(huán)，低溫下吸附容量高，組分被吸附；高溫下吸附容量低，被吸附的組分被脫附解吸，吸附劑再生。 吸附裝置：吸附裝置：吸附根據(jù)接觸方式的不同，變溫吸附設備通常分為固定床、移動床和流化床吸附器。 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：變溫吸附（TSA）再生徹底、回收率低、產(chǎn)品損失小，通常用于微量雜質(zhì)或難解吸雜質(zhì)的脫除的循環(huán)，但存在周期長、投資較大能耗高，吸附劑使用壽命不長等缺點利用活性炭吸附法處理廢氣一般采用變溫吸附。利用活性炭吸附法處理廢氣一般采用變溫

8、吸附。2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.3吸附裝置吸附裝置l 常用吸附裝置：固定床常用吸附裝置：固定床 吸附劑再生：吸附劑再生： 低壓水蒸氣置換再生：大多數(shù)情況下比氣流吹掃更有效 惰性熱氣流吹掃再生 降壓或真空解吸再生：常用于有一定壓力時；常規(guī)常壓不經(jīng)濟 熱空氣吹掃脫附 再生蒸汽的總消耗量再生蒸汽的總消耗量D： 加熱蒸汽消耗量D1：一般來說，加熱蒸汽全部冷凝在吸附器中 動力蒸汽消耗量D2：此蒸汽消耗量一般用實驗方法得到，與被吹脫的溶劑性質(zhì)有關。在缺乏實驗數(shù)據(jù)時，可取2.5kg/kg溶劑 用以補償活性炭被水潤濕時的潤濕熱的蒸汽消耗量D3：一般取飽和水蒸氣在吸附器內(nèi)壓力下的冷凝熱與該溫度下活性

9、炭吸附水蒸氣的吸附熱之差2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.3吸附裝置吸附裝置l 常用吸附裝置：固定床常用吸附裝置：固定床 安全性安全性絕大多數(shù)的工業(yè)溶劑都是可燃的，其爆炸極限下限（LEL）的范圍在體積百分比1%-2%。有關安全規(guī)范要求廢氣處理設備的進口廢氣濃度不能超過LEL的25%。床層自燃起因1）污染物的積累：放熱反應使得局部達到自燃溫度。措施是在床層中注水或充惰性氣體2）靜電積累：應避免產(chǎn)生靜電，對已產(chǎn)生的靜電應盡快泄露或中和2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.3吸附裝置吸附裝置l 常用吸附裝置：固定床常用吸附裝置：固定床 經(jīng)濟性經(jīng)濟性 固體床吸附系統(tǒng)的經(jīng)濟性包括投資費用及運行費用投

10、資費用及運行費用 應用者往往需考慮的是設備的運行費用 若溶劑濃度很高，且廢氣溫度又不高（低于40），用吸附法回收是可行的 選擇何種方法處理廢氣，應根據(jù)具體情況分析，主要還是在于需要一定的設計經(jīng)驗2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.3吸附裝置吸附裝置l 常用吸附裝置：流化床常用吸附裝置：流化床優(yōu)點優(yōu)點氣固接觸好無需循環(huán)加熱缺點缺點吸附劑的硬度要高，耐摩擦2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.3吸附裝置吸附裝置l 常用吸附裝置：移動床常用吸附裝置：移動床優(yōu)點優(yōu)點處理氣體量大吸附劑可循環(huán)使用缺點缺點吸附劑的磨損和消耗2、活性炭吸附技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)2.4吸附工藝吸附工藝廢氣經(jīng)管道收集后進入活性炭

11、吸附系統(tǒng)，對廢氣中有機污染物進行吸附，吸附系統(tǒng)為兩套，確保一套進行活性炭脫附作業(yè)時另一套進行正常吸附作業(yè)，避免進行脫附時廢氣無法正常處理,廢氣經(jīng)活性炭吸附后由排氣筒排放。當活性炭脫附時，進氣閥和排氣閥關閉，蒸汽氣缸閥門打開，飽和水蒸汽通入對吸附達飽和值得活性炭進行脫附，脫附時活性炭箱底部液體流入螺旋板換熱器，氣體進入列管冷凝器進行冷凝液化，冷凝之后液體進入水層槽，上層可回用，若無回收必要可隨下層液體進入污水處理站進行處理，脫附完畢后由于蒸汽溫度高，當溫度下降時會冷凝形成大量水分影響活性炭正常吸附，此時干燥風機工作，將水分吹出，確保脫附作業(yè)完成后活性炭可進行吸附作業(yè)3、活性炭吸附法的組合工藝活性炭吸附法的組合工藝3.1固體床吸附固體床吸附水蒸氣置換再生水蒸氣置換再生冷凝回收工藝冷凝回收工藝常以顆?；钚蕴俊⒒钚蕴坷w維或沸石作為吸附劑，主要對較低濃度VOCs廢氣中溶劑進行回收固定床中的吸附劑吸附