吸附法處理VOCs有機廢氣的工藝(yì)組成及要求
有機廢氣處理的(de)情況特別複雜(zá),各行各業均有其特殊性,就廢氣(qì)成分來說,有含塵的(de)、含水的、含油霧的、含漆霧等,並且(qiě)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(gè)不相同(分散、集中、連續性、穩定性等);廢氣的(de)參數差別也很大,所以就(jiù)決定了采用的處理(lǐ)工藝也不一樣。
源(yuán)和環保(bǎo)小編(biān)為您介紹使用吸(xī)附法來對VOCs廢氣處理工藝中的吸附-水(shuǐ)蒸氣脫附-冷(lěng)凝回收工藝,該回收工藝包(bāo)含預(yù)處理係統、吸附係統(tǒng)、脫附再生係(xì)統、冷凝回收係統、自動(dòng)控製係統、後(hòu)處理係統等多個子係統。
(1)預處(chù)理係統 按照《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規範》的要求:
① 預處理設備應根據廢氣的成分、性質和影響吸附過程的物質性質及含量進行選擇。
② 當廢氣中顆粒物含(hán)量超過1mg/m3時,應先采用過濾或洗滌等方式進行預處理。
③ 當廢(fèi)氣中含有吸附後難以脫附或造成(chéng)吸附劑(jì)中毒的成分(fèn)時,應采用洗滌或預吸附等預處理方式處理。
④ 當廢氣中(zhōng)有機物濃度(dù)較高時,應采用冷凝或稀(xī)釋等方式調節至其極(jí)限下限的25%(實際操作時可以按照40%設計);當廢氣(qì)溫度較高(或較低)時,采用換熱(rè)方式將廢氣溫度調節(jiē)至40℃以(yǐ)下。
(2)吸附係(xì)統 吸附係統是整個工藝技術的核心,吸附係統的性能決定該技術的處(chù)理效(xiào)果和回收效果。主要包(bāo)括係統閥門(mén)、吸附器、吸附劑。
①閥門(mén)選擇(zé)需(xū)要考慮,因為揮發性有機物大(dà)都易燃易爆,因而(ér),閥門開關驅動(dòng)盡量采用氣動控製,安全性較高,同時閥門密封性要好,絕對乙出現泄漏。
②吸附器的(de)形式(shì) 該工藝多采(cǎi)用固定床環式吸附器,用活性碳纖維作吸附劑;因其占地麵積(jī)小(xiǎo)、阻力小而且易於組合,常被用於自(zì)動化回(huí)收裝置中吸附器的設計要注意幾個重要細節:
a、氣體進、出(chū)口設計要合理,氣流分布要均勻;
b、需要考慮吸附(fù)劑裝填空間、吸(xī)附器(qì)檢修空間;
c.儀器、儀表預留口(包括監測口)須設計準確;
d.增加安(ān)全措施,如吸附劑內部的溫度控製、泄壓閥、必要的液封等。
根據企業生產流程,排氣氣量、排氣連續或間歌性,吸附(fù)床可采用單、雙或多床組合,連續排氣的工(gōng)況需要配有備用床,在(zài)某些特(tè)定行(háng)業還需要配有事故(gù)床,以便在不停機的情況下對(duì)吸附床進行(háng)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(fù)劑,它們(men)包括顆(kē)粒活(huó)性炭、蜂窩活(huó)性(xìng)炭、活性碳纖維氈等(děng),有時(shí)候也使用沸石分子篩或矽膠(jiāo)作吸附劑。環式固定(dìng)床多(duō)使用活性碳纖(xiān)維氈,在處理大風量低濃度廢氣時,使用蜂窩活(huó)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粒活性炭。這裏還需要一提的是,在回收混合溶劑(如汽油、塗布行業的VOCs)時,當廢氣中所含成分的分子動力學直徑範圍較寬時,應采用以中孔(kǒng)為主的活性炭。在采用轉輪進行濃縮回收時,多采用沸石分子篩(shāi)作吸附劑。
目前(qián)對於各類活性炭已出台了一係(xì)列國家標準,這些標準(zhǔn)中均以四氯(lǜ)化碳吸附率、比表麵積、碘值等為判斷依(yī)據。
采用活性炭為吸附劑、蒸汽脫附(fù)工藝回(huí)收有機物的工程,對某些(xiē)有機(jī)物具有局限性,實際工程實施中必須注意:
a、具有(yǒu)危險性的有機物,代表性有機是環己酮,容易積蓄在活性炭上,會發生急劇的鏈式反應,使得係統會產生安全隱患,如尾氣中含有該物質,須避免采用活性炭基吸附劑其他酮類物質如丁酮(tóng)、異氟爾(ěr)酮也具(jù)有(yǒu)一(yī)定危(wēi)險性,設計時必須考慮(lǜ)多重防護(hù)措施。
b.對於一些不易從炭基吸附劑上脫附的物(wù)質(見第三章),要考慮適當的處(chù)理方法。
c.由於活性炭表麵存在一些催化活性點(diǎn),這些點能夠催化一些易氧化易聚合的物質發生(shēng)反應,如可催化氧化負2價硫離子成為單質硫,催化苯乙(yǐ)烯、甲醛等物質的聚合(hé)反(fǎn)應而生成它們的聚合物,這些單質硫和聚合物覆蓋在吸附劑上(shàng),使吸附劑失去吸附(fù)功能。
(3)脫附再(zài)生係統 當吸(xī)附操作接近床層破點時,要對吸附劑進行脫附。脫附(fù)介質采用低壓水蒸氣。水蒸氣氣源一般是0.6MPa,經減壓閥對其進降壓後為0.1MPa左右,此(cǐ)時蒸汽溫度在100左右。采用蒸汽脫附成後,層內殘留較多的水(shuǐ)分(fèn),需采用熱空氣對其幹燥再生,或者采用真空泵對其進行微(wēi)負壓抽氣,減少床層內水分(fèn)和溶劑殘留(liú)。幹燥完(wán)成後還(hái)須通入冷風對床層降溫,達到吸附要求(qiú)後備用脫附蒸汽用(yòng)量一(yī)般采用(yòng)經驗進行估算,精確的計算方法參見第三章第七節“吸附法治理揮發性有機汙染(rǎn)物”。
(4)冷凝回收係統 經過加熱脫附(fù),出口部分為水蒸汽和高濃度有機物的(de)混(hún)合物,經過冷凝、靜置後,不溶(róng)於水的有(yǒu)機物和水分離,直接回收利用,水溶性(xìng)有機物則處(chù)於水相中,需要進行後處理。產生的廢水需要經過處理達標排放。
該(gāi)部分(fèn)主要(yào)設備有冷凝器(qì)和分層槽,冷凝器可采用列管式冷凝器或板式換熱器,在實際應用中,一般采用列管式冷凝器,板式換熱器(qì)整體(tǐ)占(zhàn)用空間小,但若產生堵塞、結垢很難清;另外,由於(yú)製造(zào)工藝的問題,板式換熱器因腐獨原因,還常常出現泄漏。為此不主張使用板式換熱器。分層槽用於不溶性(xìng)有機物和冷凝水自動分離,通過密度差形成上層或(huò)者下層的有機物相,設計時需要考慮靜置停留時間(jiān)以及有機物的轉(zhuǎn)移。
(5)後處理係統
①對不溶(róng)於水的回收溶(róng)劑的(de)後處理(lǐ)一般情況下(xià),由於采用(yòng)的吸附劑在吸附前均經過清洗,而(ér)在吸附過程中又沒有雜質進人,因此,如果回(huí)收的是單一(yī)組分,如甲苯,就可將分離出的有機物直接送入原(yuán)料罐。如果(guǒ)回收品是混合物,而且是由同一個生產工序排放的(de),則不必進行嚴格(gé)的分離,隻需對其進行成分的調整,達到原來的標準,即可(kě)直接(jiē)作原料使用。
這裏需要一提的是,如果對回收品有嚴格的含水率要(yào)求(qiú),則(zé)需要進一(yī)步除水。
②對於溶於水的回(huí)收溶劑(jì)的後處理 若回收品是溶於水的,則采用水蒸氣脫附後的冷(lěng)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(kòng)製係統 對於連續運行(háng)的吸附回收(shōu)工藝,一般都設置自動控製係統。控製係統一般(bān)采用PLC對整個係統的運行操作進行(háng)自動控製,並設有控製麵板。控製係統設計要嚴(yán)格按照(zhào)規(guī)範要求。
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