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活性炭再生的工藝及裝置

 

     活性炭淨化有機廢氣是利用活性炭的微孔結構產生的引力作用,將分布在氣相中的的有機物分子或分子團進行吸附,以達到淨化氣體的目的,淨化後的氣體通過排氣筒達標排放。

活性炭吸附有機溶劑為物理吸收,經活性炭吸附後的有機溶劑由氣相變成液體聚集在活性炭的微孔內,當活性炭微孔被有機溶劑布滿後活性炭便失去了吸附效率,此時活性炭必須進行再生或更換,在吸附有機物的容量不大的情況下, 設計更換周期大概:6個月。

    因活性炭的微孔不僅能吸附氣相中的有機成份,空氣中的粉塵及其它以顆粒物存在的成份同樣能被吸附,因此在使用活性炭吸附前首先需將氣體中的顆粒物清除,以延長活性炭的使用壽命,但任何處理設備不可能有百分之百的淨化效果,因此在活性炭每次再生後,它的吸附容量將逐步降低。

    利用活性炭吸附劑吸附VOCs與其他處理方法相比,價格低廉,淨化效果優良,但活性炭需要更換,就會提升企業的運行成本,所以必須要考慮對飽和活性炭進行再生利用,達到節能環保,節約成本的目的。活性炭再生,是指物理或化學方法在不破壞活性炭原有結構的前提下,將吸附於活性炭微孔的吸附質予以去除,恢複其吸附性能,達到重複使用目的。活性炭的再生可以大量減少資源的消耗,同時還可以避免活性炭負載的VOCs對環境的二次汙染。

  現階段工業大量使用的活性炭再生方式是熱再生,加熱再生過程是利用吸附飽和活性炭中的吸附質能夠在高溫下從活性炭空隙中解吸的特點,使吸附質在高溫下解吸,從而使活性炭原來被堵塞的空隙打開,恢複其吸附性能。施加高溫後,分子振動能增加,改變其吸附平衡關係,使吸附質分子脫離活性炭表麵進入氣相,加熱再生由於能夠分解多種多樣的吸附質而具有通用性,而且再生徹底。但現有技術手段中,一種是直接把活性炭作為危險廢物焚燒處理,另外一種工藝是活性炭吸附與解吸分段進行,即,飽和活性炭從吸附塔底部輸送到解吸塔中進行淨化處理,或者把含有VOCs的解吸氣體送到焚燒爐中燃燒,再生設備龐大,輔助設備較多,工藝複雜,設備投資大或存在淨化效果不佳的問題,不易兼顧低廉的運行成本和優良的淨化效果。

 有鑒於此,我公司提出一種活性炭再生淨化工藝,將活性炭再生過程與活性炭吸附過程在同一塔體中進行,不用將飽和活性炭取出再處理,節省成本、方便省時,解決了現有技術中存在的問題。為達到上述目的,技術方案是這樣實現的:

 活性炭再生淨化工藝,包括活性炭解吸和載流氣體淨化再循環兩個步驟,其中所述活性炭解吸過程與活性炭吸附在同一設備內進行。可以采用水蒸汽、熱氮氣保護、載流氣體三種方式。

   采用水蒸氣再生時,可以通過冷凝器冷凝脫附出來的VOCs與水混合物,通過過濾、分層或精餾得到可再回收利用的溶劑。活性炭吸附脫附淨化原理及工藝流程
1、吸附:
  有機廢氣經過濾器除去固體顆粒物質,由上而下進入吸附罐,有機物被活性炭捕集、吸附並濃縮,淨化的空氣從罐體下部經主風機排入大氣。
2、解吸
  當活性炭吸附有機物達到飽和狀態後,停止吸入有機廢氣。通過活性炭床向上送入蒸汽進行吹脫,將有機物自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性炭恢複其活性,即再生。
3、熱風幹燥及冷卻:
  用蒸汽解吸後的活性炭層中,約留有80~90%的蒸汽凝液,填充了活性炭內孔,從而降低了炭層的活性。因此,通入熱空氣對炭層進行幹燥。然後關閉蒸汽閥門,再通入常溫空氣,冷卻至25℃左右,活性炭恢複如初,以備再循環使用。
4、有機溶劑回收:
  利用有機溶劑露點溫度較高的特點,將蒸汽和有機溶劑的混合物引入冷凝器,使其冷凝,冷凝液經疏水閥進入分離器,利用溶劑比水輕的特點,分離回收。
5、凝水淨化:
  為保證冷凝水的潔淨,避免有機溶劑的凝水排入水體,在分離器內分離後的水中通入壓縮空氣,使水中有機溶液劑充分解脫。被壓縮空氣逐出的含有機物空氣折返廢氣係統,重新吸附。淨化後的冷凝水,排入下水道。
6、連續吸附措施:
  在連續生產的工廠中,吸附係統也需相應連續工作,可在廢氣淨化係統設計中,選用雙罐係列,以便吸附、再生交替連續使用。
7、再生周期:

  再生周期應根據淨化後排氣中有害氣體濃度而定。當有害氣體濃度接近超標數值時,即應停止吸附,進行再生。幫係統初始工作階段需及時測定排出口有害氣體濃度,以便掌握合理吸附再生周期。

         

 采用載流氣體淨化再循環步驟包括溶劑吸收和氣體再循環。溶劑吸收工藝采用多段式吸收方式,氣體再循環工藝是指解吸過程流出的載流氣體通過溶劑吸收後返回活性炭解吸步驟中循環再利用。載流氣體為熱氮氣,載流溫度為120~300。溶劑吸收工藝中的吸收段為2~6段,包括一個水吸收段和至少一個溶劑吸收段。吸收段的上方為水吸收段,用於脫除尾氣中夾帶的吸收溶劑;吸收段中溶劑吸收段的吸收溶劑的濃度從塔底向上依次降低;吸收劑的類型為水、乙二醇、三甘醇、四甘醇、環丁碸或二甲基亞碸(DMSO)。活性炭再生淨化工藝是主要針對吸附揮發性有機物的活性炭的物理吸附的再生工藝。

 相對於現有技術,我公司專利技術——活性炭再生淨化工藝具有以下優點:

(1)本技術是一種吸附揮發性有機物(VOCs)的活性炭再生淨化工藝,再生過程與活性炭吸附均在同一設備中進行,不用將飽和活性炭取出再處理,節省成本、方便、省時。

(2)可以有效的吸收從活性炭塔中帶出的VOCs,同時采用節能工藝將吸收劑循環再利用,適用氣量較大或者氣量變化幅度大的場合,該工藝具有低能耗,低成本,通用性強等優點

我公司此項技術發明的目的在於解決現有技術中再生設備龐大,輔助設備較多,工藝複雜,設備投資大或存在淨化效果不佳等問題。

             

             

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