活性炭吸附法的廢氣預(yù)處理、工藝流程、處理要求及成本分析_第1頁
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當(dāng)前我國VOCs排放涉及的行業(yè)廣,且各行業(yè)排放的VOCsVOCs排放。此外,VOCs治理技術(shù)體系復(fù)雜,涉及十多種技術(shù)及組合技術(shù),一般一個環(huán)保治理企業(yè)只能掌握一種或幾種技術(shù)。石化行業(yè)揮發(fā)性其他活性炭是應(yīng)用最廣泛的吸附劑,其生產(chǎn)和使用可以追溯到 19世紀(jì)?;钚蕴恐员粡V泛使用主要是因其具有大量的微孔和中孔,且表面積巨大。典型活性炭的孔徑分布及其與其他吸附劑的比較如下圖所示。用》,

[美]RalphT.Yang著據(jù)了解,活性炭吸附技術(shù)是VOCs治理的主流技術(shù)之一,技術(shù)成熟、簡單易行、治理成本低、適應(yīng)范圍廣,在所有到了廣泛的應(yīng)用。()。VOCs污染實際治理工程的實際需要,正確引導(dǎo)行業(yè)規(guī)范活性炭在揮發(fā)性有機物(VOCs)凈化中的應(yīng)用,顯得至關(guān)重要。藝進行“降濃”處理,然后再進行吸附凈化。對于“油氣”等高濃度VOCs氣體的凈化,也可以采用吸附法(降壓解吸再生),但對活性炭有一些特殊的要求。圖:活性炭吸附裝置01廢氣的預(yù)處理(一)污染物濃度要求25%。當(dāng)廢氣中有機物的濃度高于其爆炸極限下限的其降低到其爆炸極限下限的25%后方可進行吸附凈化。

25%時,應(yīng)使對于含有混合有機化合物的廢氣,其控制濃度P應(yīng)低于最易爆炸組分或混合氣體爆炸極限下25%Pvmin(PePm)X25%,極限下限值,Pm按照下式進行計算:Pe為最易爆組分爆炸極限下限值(%)Pm為混合氣體爆炸Pm=(P1+P2+…+Pn)/(V1/P1+V2/P2+…+Vn/Pn)式中:Pm――混合氣體爆炸極限下限值,%P1,P2,…,Pn――混合有機廢氣中各組分的爆炸極限下限值, %V1,V2,…,Vn――混合有機廢氣中各組分所占的體積百分?jǐn)?shù), %n——混合有機廢氣中所含有機化合物的種數(shù)。(二)氣體溫度要求進入吸附裝置的廢氣溫度宜低于 40對于物理吸附,溫度越低越有利于吸附!對于離沸點化合物溫度可以適當(dāng)提離口,100僉亠u<—x

b—1~HzH25X: 'H11

40%(w/w) 16%(w/w)二10_lOOCj1=-

Sx6/8SXHNCE6/8.丨丨10,0001-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10(曰:立本英機)

1001,000濃度C (體積ppm)環(huán)己酮的吸附等溫線(三)廢氣濕度對活性炭吸附性能的影響1物產(chǎn)生競爭吸附作用Vjrl (V)<Ci iv (?2)-Livkti皂h4^議C*J"-KvPiMhl

r<>-Qui flnil~Eth*i-JLHI)2、活性炭中含有灰分(金屬氧化物),提高了其吸水能力。豎9吸水(4hIHWi水介對兩購嗷軒能力釣參眉如何提高活性炭的疏水性能原材料的影響:如煤種的影響、瀝青基球型活性炭具有較好的疏水能力;高碘值活性炭(揮發(fā)份低)的疏水能力通常要優(yōu)于低碘值的活性炭;對活性炭進行表面疏水改性,去除或減少表面含氧基團、降低灰分(金屬氧化物)(四)顆粒物的含量要求進入吸附裝置的顆粒物含量宜低于1mg/m3。粉塵:細顆粒物(化工、家具等)漆霧顆粒物(形成氣溶膠):影響最大絮狀顆粒物:印刷、橡膠、化纖等生產(chǎn)過程產(chǎn)生(五)廢氣成分的影響1、活性炭的“中毒”(或劣化):高沸點(”)(硫化氫)反應(yīng)形成單質(zhì)硫的聚集。降。2、活性炭的反應(yīng)活性(催化性):活性炭表面具有催化活性,會與一些化合物部分進行氧化、水解等催化反應(yīng)。典型反應(yīng):乙酸乙酯、乙酸丙酯等易發(fā)生水解反應(yīng)形成有機酸;MEK(甲乙酮)、MIBK(甲基異丁基酮)己基環(huán)己酮;甲醛、苯乙烯等易發(fā)生聚合反應(yīng);氣排放問題。造成的問題:回收的溶劑變色、發(fā)臭(如包裝印刷廢氣);聚合后難再生,造成活性炭中毒(劣化)反應(yīng)放熱,造成活性炭著火?;竟に嚵鞒?、工藝流程圖千式過濾器恬性炭吸附卜麗頑亠瞬視活性炭請專業(yè)廠家再生2、工藝說明達標(biāo)那疲/\ -|產(chǎn)生產(chǎn)車間3、活性炭的吸附原理a是由于固體表面存在著剩余的吸引而引起的。b.活性炭對廢氣吸附的特點:、對于芳香族化合物的吸附優(yōu)于對非芳香族化合物的吸附。、對帶有支鍵的烴類物理優(yōu)于對直鏈烴類物質(zhì)的吸附。、對有機物中含有無機基團物質(zhì)的吸附總是低于不含無機基團物質(zhì)的吸附。、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。、吸附質(zhì)濃度越高,吸附量也越高。、吸附劑內(nèi)表面積越大。吸附量越高4、活性碳纖維以新型吸附材料一活性碳纖維比表面積大,有效吸附容量高;吸附、脫附快,能耗低,容易再生;強度高、壽命長;形狀多樣,便于工程應(yīng)用;可吸附低濃度氣體;吸附選擇性強。5、活性碳纖維有機廢氣回收裝置設(shè)備組成序控制,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

PLC程入下一工作程序循環(huán)進行吸附。廢水處理系統(tǒng)。6、技術(shù)特點結(jié)構(gòu)合理吸附芯為籠型結(jié)構(gòu),具有活性碳纖維用量少,處理風(fēng)量大的特點,可大幅度降低有機廢氣處理成本。吸附率高由于活性碳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(shù)可以實多級吸附,可以達到極高的吸附率,是目前國際上能夠達到苛刻的環(huán)保排放要求的吸附裝置。運行能耗低、費用低纖維有機廢氣凈化回收裝置的氣耗和電耗均比較低。全自動控制、無人值守運行安全可靠、適用于有爆炸危險場所安全性。組合工藝流程都是與其他處理工藝組合使用。1、旋流板塔+UV光解+活性炭吸附工藝此工藝多用于處理低濃度有機廢氣,在烘干固化爐產(chǎn)生的有機廢氣中應(yīng)用較多用下,呈螺線形氣旋上升,達到旋流板時,由于受數(shù)量足夠多的傾角25°的旋流葉片的切割作用,產(chǎn)生更大的離心力,與從上向下噴成霧狀的循環(huán)液滴接體中剩余的油霧顆粒物被循環(huán)液吸收,隨水流進入循環(huán)水池。經(jīng)旋流板洗滌凈化塔后的氣體進入UV光解凈化器。該設(shè)備以二氧化鈦作為催化劑,與紫外線、空氣接觸反應(yīng)產(chǎn)臭氧,利用臭氧對有機物進行氧化分解 ;同時大分子有機物在紫外線作用下轉(zhuǎn)化為小分子化合物或者發(fā)生反應(yīng),生成水和二氧化碳,污染物得到去除。因UV光解凈化效率相對較低,為了保證廢氣能穩(wěn)定達標(biāo)排放,在其后增加活性炭吸附器作為最終的把關(guān)處理,證油霧顆粒物和總 VOCs等長期穩(wěn)定達標(biāo),最終凈化氣體。因經(jīng)前處理后,廢氣中VOCs的濃度已很低,且顆?;钚蕴吭谖接袡C物的同時吸附等離子體,被吸附的有機物在活性炭纖維的孔隙內(nèi)被等離子體分解,一定程度上延長了活性炭吸附飽和的時間和使用壽命?;钚蕴亢甯街儌?UV光解設(shè)備2、水噴淋+干式過濾器+活性炭吸附+催化燃燒此工藝多用于噴漆、烘漆VOCs廢氣,主要污染物為苯、甲苯與二甲苯、總 VOCso除氣體中的水分,另一方面可以進一步攔截部分顆粒物,保護后續(xù)活性囪高空排放。運行一段時間后,活性炭達到飽和狀態(tài),吸附作用失效,此時有機物已被濃縮在活性炭內(nèi)按照PLC自動控制程序,催化氧化設(shè)備自動升溫將熱空氣通過風(fēng)機送入活性炭床使碳層升溫將有機物從活性炭中 蒸出,脫附出來的廢氣屬于高濃度、小風(fēng)量、高溫度的有機廢氣。該部分氣體進入催化燃燒室,在催化劑作用下燒后徹底凈化,完成脫附過程。再通過熱交換器將凈化后的氣體降溫,最后經(jīng)風(fēng)機引高空排放。由于某些物質(zhì),如氯離子,對脫附所用催化劑具有毒害作用,會造成催化劑 中毒”而失去化作用,因此活性炭吸+催化燃燒工藝不適用于處理含氯離子等對催化劑有毒害作用成分的氣體?!隹仆翲rVtRlNl:Mitin用liLF氣刖濡nfIpt"nCtwlRhmetor該工藝特點為:;⑵應(yīng)用的范圍比較廣泛,對多種成分的廢氣都具有良好的處理效果 ;⑶處理效率與其他工藝相比較高,凈化效率可以達到 95%甚至以上,而且最終產(chǎn)物為二氧化碳和水,沒有二次污染物產(chǎn)生且由于燃燒溫度低能大量減少NOX的生成因此也大大減少了二次污染意義;⑸自動化程度高,操作簡單方便,運行安全穩(wěn)定,有效減少了污染物對環(huán)境的影響。⑹缺點是投資較大,對操作人員素質(zhì)要求較高。吸附成本分析為方便操作,活性炭飽和期限定為一個月,按每天8小時工作制,減去4個星期天,則總時間為208小時。假設(shè):廢氣總流量Q=10000m3/h污染物甲苯的質(zhì)量流量為m=10000m3/IX2xi0-5=0.2kg/h則一個飽和期內(nèi)所需吸附的甲苯量為:

m仁208<0.2=51.6(kg)

M0.14噸0.28噸1、Q=20000m3/h 活性炭約0.4噸活性炭約0.56噸活性

Q為廢氣處理總流量2、Q=30000m3/h 約0.7噸活性炭約0.84噸活性炭約0.98噸活性炭約1.12噸活性炭3、Q=40000m3/h4Q=50000m3/h5、Q=60000m3/h6Q=70000m3/h7、Q=

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