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吸附法处理VOCs有机废气的工艺组成及要求

吸附法处理VOCs有机废气的工艺组成及要求
 
有机废气的处理***别复杂,各行各业都有自己的***殊性。废气成分方面,有粉尘、水、油雾、漆雾等,而且***部分是各种气体的混合物,排放方式也不同(分散、集中、连续、稳定等。);废气的参数也很不一样,所以采用的处理工艺也不一样。
 
吸附法处理VOCs废气的吸附-水蒸气脱附-冷凝回收工艺,包括预处理系统、吸附系统、脱附再生系统、冷凝回收系统、自动控制系统、后处理系统等子系统。
 
(1)预处理系统符合《吸附法处理工业有机废气技术规范》的要求:
 
①预处理设备的选择应根据废气的成分和性质,以及影响吸附过程的物质的性质和含量。
 
②当废气中颗粒物含量超过1毫克/立方米时,应通过过滤或洗涤进行预处理。
 
③当废气中含有吸附后难以脱附或引起吸附剂中毒的成分时,应采用洗涤或预吸附等预处理方法。
 
④当废气中有机物浓度较高时,应通过冷凝或稀释的方式将其调节至其下限的25%(实际运行中可设计40%);当废气温度高(或低)时,通过热交换将废气温度调节到40℃以下。(2)吸附系统吸附系统是整个工艺技术的核心,吸附系统的性能决定了该技术的处理效果和回收效果。主要包括系统阀门、吸附器和吸附剂。
 
①阀门的选择需要考虑,因为VOCs***多易燃易爆,所以尽量采用气动控制来驱动阀门开关,安全性更高,阀门的密封性能更***,***无泄漏。
 
②吸附器的形式在此过程中,多采用固定床环吸附器,吸附剂采用活性炭纤维;由于占地面积小、阻力小、易于组合,在设计自动回收装置中常用的吸附器时应注意几个重要细节:
 
a、气体进出口设计应合理,气体流量分布应均匀;
 
b、需要考虑吸附剂填充空间、吸附器维护空间;
 
c、仪器仪表预留口(包括监控口)应设计准确;增加安全措施,如吸附剂内部的温度控制、减压阀、必要的液封等。
 
根据企业的生产工艺、废气量、连续或间歇排气,吸附床可以与单床、双床或多床组合使用。在连续排气的情况下,需要配备备用床,某些***定行业需要配备应急床,这样吸附床就可以不停机检修了。
 
③吸附剂的选择目前,碳基吸附剂包括颗粒活性炭、蜂窝活性炭、活性碳纤维毡等,常用于处理和回收VOCs有机废气,有时沸石分子筛或硅胶也用作吸附剂。活性炭纤维毡多用于环形固定床,蜂窝活性炭多用于处理***风量、低浓度废气;当使用移动床和流化床时,需要选择具有***殊耐磨性的颗粒活性炭。还需要说明的是,回收混合溶剂(如涂料行业的汽油、VOCs)时,当废气中所含成分的分子动力学直径范围较宽时,应采用以中孔为主要成分的活性炭。沸石分子筛在转轮浓缩回收时常被用作吸附剂。
 
目前,各种活性炭已经发布了一系列***家标准,这些标准是基于四氯化碳吸附率、比表面积和碘值。
 
利用活性炭作为吸附剂和蒸汽脱附工艺回收有机物的技术对某些有机物有局限性,因此必须注意技术的实际实施:
 
a、危险有机物,代表性的有机物是环己酮,很容易在活性炭上积累,会引起剧烈的连锁反应,对系统造成安全隐患。如果尾气中含有这种物质,就要避免使用活性炭基吸附剂。丁酮、异佛尔酮等其他酮类物质也有危险,设计时必须考虑多重防护措施。
 
b、对于一些难以从碳基吸附剂上脱附的物质,应考虑适当的处理方法。
 
C、由于活性炭表面有一些催化活性点,这些点可以催化一些容易氧化聚合的物质的反应,例如,它们可以催化负二价硫离子氧化成单质硫,催化苯乙烯、甲醛等物质聚合生成它们的聚合物,这些聚合物覆盖在吸附剂上,使吸附剂失去吸附功能。
 
(3)脱附再生系统应在吸附操作接近床层断点时脱附吸附剂。低压蒸汽用作脱附介质。蒸汽源一般为0.6MPa,经减压阀减压后约为0.1MPa,蒸汽温度约为100℃。蒸汽脱附后,床层残留较多的水,需要用热空气干燥再生,或者用真空泵抽真空,稍加负压,减少床层中水和溶剂残留。干燥后,需要引入冷空气来冷却床。满足吸附要求后,备用脱附蒸汽量一般根据经验估算。
 
(4)加热脱附后,冷凝回收系统出口部分为水蒸气和高浓度有机物的混合物。浓缩静置后,不溶于水的有机物与水分离,直接循环使用,而水溶性有机物处于水相,需要后处理。产生的废水需要处理达标排放。该部分主要设备包括冷凝器和分层罐。冷凝器可以是管式冷凝器或板式换热器。在实际应用中,一般采用管式冷凝器。板式换热器整体占用空间小,但很难清理堵塞和结垢。此外,由于制造工艺问题,板式热交换器经常因腐蚀而泄漏。因此,不建议使用板式换热器。分层罐用于不溶性有机物和冷凝水的自动分离,上层或下层有机物相由密度差形成,设计时应考虑静态停留时间和有机物的迁移。
 
(5)后处理系统
 
①水不溶性回收溶剂的后处理一般来说,由于使用的吸附剂在吸附前经过清洗,吸附过程中没有杂质进入,如果回收了单一组分,如甲苯,分离出的有机物可以直接送到原料罐。如果回收产品为混合物,从同一生产工艺中排出,则无需进行严格分离,只需调整其成分达到原标准,即可直接作为原料使用。
 
这里要提到的是,如果对回收产品有严格的含水量要求,需要进一步除水。
 
②对于水溶性回收溶剂的后处理,如果回收产物是水溶性的,则水蒸气脱附后的冷凝液,如丙酮、二甲基甲酰胺等,应通过蒸馏分离。
 
(6)自动控制系统通常,自动控制系统是为连续运行的吸附回收过程设置的。控制系统一般采用PLC自动控制整个系统的运行,并有控制面板。控制系统设计应严格按照规范要求进行。

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