活性炭纖維吸附+廢氣冷凝回收處理
活性炭纖維吸附+廢氣冷凝回收是一種吸附+冷凝的結(jié)合工藝,它是利用活性炭纖維對廢氣中的有機(jī)成分進(jìn)行捕集從而凈化廢氣。由于活性炭纖維的吸附量有限,當(dāng)活性炭纖維吸附飽和后失去吸附能力后必須對活性炭纖維進(jìn)行再生,再生的同時得到高濃度的有機(jī)廢氣,把高濃度的有機(jī)廢氣進(jìn)行冷凝從而得到液態(tài)的有機(jī)溶劑,再生后的活性炭纖維可循環(huán)使用。
有機(jī)廢氣冷凝回收處理適用于高濃度易揮發(fā),有回收價值的有機(jī)溶劑進(jìn)行深度冷凝,使揮發(fā)成氣態(tài)的有機(jī)廢氣通過深冷重新變?yōu)橐簯B(tài)而從空氣中分離出來,廢氣冷凝回收一般作為有機(jī)廢氣處理的預(yù)處理工序。
一般吸附和冷凝結(jié)合工藝需要根據(jù)有機(jī)廢氣的組分、濃度、回收率和排放濃度來優(yōu)化。一般冷凝法和吸附法處理有機(jī)廢氣有2種方式:
第一種方式是先冷凝然后再吸附,對于高濃度的有機(jī)廢氣而言需要先進(jìn)行一道冷凝工序,待冷凝下來一部分有機(jī)組分廢氣濃度也降低之后,再使用吸附法進(jìn)行深度回收處理。由于冷凝出來的有機(jī)廢氣溫度很低,也有利于深度吸附。
第二種方式是先吸附再冷凝,對于低濃度有機(jī)廢氣而言應(yīng)用吸附法濃縮+冷凝法,既利用了吸附法處理低濃度有機(jī)廢氣的優(yōu)勢,也避免了冷凝法處理低濃度廢氣的高能耗。
由于2種方式都有活性炭纖維吸附脫附+廢氣冷凝回收工藝,只是第1種方式因為工況原因在此工藝前多加了一個廢氣冷凝回收裝置。因此主要介紹核心工藝活性炭纖維吸附脫附+廢氣冷凝回收。
活性炭纖維吸附脫附+廢氣冷凝回收適用范圍:
1. 有機(jī)廢氣濃度高低均可使用,濃度高先冷凝再吸附,濃度低先吸附再冷凝。當(dāng)濃度特別高時也可作為后續(xù)燃燒工藝的預(yù)處理,以減輕后續(xù)設(shè)備壓力。主要看廢氣成分的回收經(jīng)濟(jì)價值。若甲苯市場價7000元/t,回收1t甲苯在去掉一切成本后可得純收入5000元的話,那么甲苯就是值得回收的。
2. 廢氣成分最好相對單一,如廢氣成分有乙酸乙酯、甲苯、二氯甲烷等氣體。但是收集時可以單獨把這些廢氣收集出來,單獨收集就可以單獨處理。如果是混合廢氣那么冷凝后的有機(jī)溶劑還需要進(jìn)一步分液或者精餾。具體情況需要根據(jù)具體工況設(shè)計。
3. 廢氣成分能被活性炭纖維吸附,廢氣在特定時間被吸附后能被水蒸氣或者熱氮氣解析出來。
4. 活性炭纖維吸附+廢氣冷凝回收工藝主要用于化工廠廢氣處理、制藥廢氣處理、農(nóng)藥廠、藥物中間體等行業(yè)具有高揮發(fā)性、溶劑使用量比較大,具有較高經(jīng)濟(jì)價值的廢氣的回收。
活性炭纖維吸附脫附+廢氣冷凝回收運(yùn)行原理:
活性炭(纖維)吸附+廢氣冷凝回收工藝主要是處于安全方面的考慮,還有就是避免有機(jī)物在脫附時的高溫下被氧化。目前運(yùn)用較為成熟的工藝主要有2種:
第一種為活性炭(纖維)吸附+氮氣脫附+廢氣冷凝回收;
第二種為活性炭(纖維)吸附+水蒸氣脫附+廢氣冷凝回收;
采用水蒸汽脫附會產(chǎn)生一些問題:首先需要客戶有水蒸氣;回收物質(zhì)的含水量較高;解吸易于水解的有機(jī)溶劑(如鹵代烴、酯類 溶劑)時會影響回收物的品質(zhì);過程中會產(chǎn)生較多的廢水,造成二次污染;脫附完成后,吸附劑需要較長時間的冷卻、干燥才能再次投入使用;部分情景下,易腐蝕系統(tǒng)設(shè)備,對設(shè)備材料性能要求高。
氮氣脫附主要有以下特點:
l 氮氣脫附回收技術(shù)特點;
l 二次污染少,基本無廢水排放;
l 回收溶劑品質(zhì)相對較好,適宜回用;
l 尤其適用于水溶性,易水解類有機(jī)物的處理回收;
l 低濃度時能效優(yōu)勢明顯;
主要介紹活性炭(纖維)吸附+水蒸氣脫附+廢氣冷凝回收的系統(tǒng)原理,氮氣脫附原理類似。
1. 預(yù)處理階段:有機(jī)廢氣進(jìn)入活性炭纖維前需要有一定的潔凈度,以滿足活性炭纖維的潔凈度要求。本階段主要去除廢氣中的粉塵、顆粒物等雜質(zhì)。
2. 有機(jī)廢氣處理階段:有機(jī)廢氣經(jīng)過預(yù)處理滿足清潔度要求后,進(jìn)入到活性炭纖維吸附床,廢氣中的有機(jī)成分經(jīng)吸附后達(dá)標(biāo)排放或者進(jìn)入下一道處理工序。共有3個活性炭吸附床,其中2個使用1個備用,通過1系列閥門的控制使得2個碳床在吸附時另一個可以脫附。
3. 脫附階段:有機(jī)廢氣經(jīng)過一定時間的吸附會使活性炭纖維飽和而失去吸附能力,當(dāng)吸附接近床層破點這時打開閥門通入低壓水蒸氣0.1MPa,通過水蒸氣的高溫把吸附在活性炭纖維里的有機(jī)溶劑脫附下來。這時脫附系統(tǒng)的廢氣主要是高濃度有機(jī)廢氣和水蒸氣的混合氣體。
4. 冷凝階段:經(jīng)過加熱脫附后出來的廢氣為水蒸氣和高濃度的有機(jī)廢氣混合物。經(jīng)過冷凝器冷凝、靜置后。不溶于水的有機(jī)溶劑和水分離分層。這部分有機(jī)溶劑可直接回收利用,水溶性的有機(jī)溶劑溶于水當(dāng)中,若要會用還需做進(jìn)一步處理。分層槽主要用于不溶于水的有機(jī)溶劑和冷凝水的自動分離。
5. 脫附完成后需要用熱空氣對碳床進(jìn)行干燥,干燥完成還需通入冷風(fēng)對碳床進(jìn)行降溫,降溫后備用。