利用活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置治理二氯甲烷廢氣
來源：河北(bei)中環(huan)(huan)環(huan)(huan)保設備有限公司 閱讀：3410 更新(xin)時間：2008-08-01 11:01摘要：文章(zhang)介(jie)紹了(le)一種化工生產過程中排出的(de)二氯甲(jia)烷廢(fei)氣的(de)治(zhi)理裝置——活性炭纖(xian)維(wei)有機廢(fei)氣吸附回收(shou)裝置和(he)治(zhi)理工藝，由于采用了(le)優越的(de)吸附材料和(he)先(xian)進的(de)工藝設(she)計(ji)，使吸附回收(shou)率達97%以上，收(shou)到了(le)很好的(de)環境效益(yi)和(he)經(jing)濟效益(yi)。
關鍵詞：二(er)氯甲烷(wan) 活性炭纖維 吸附(fu)
許多石(shi)化(hua)、化(hua)工生(sheng)產過程中排(pai)放大量有機(ji)廢(fei)氣，浪(lang)費(fei)了(le)(le)(le)(le)資源，污染了(le)(le)(le)(le)環境。在感光(guang)膠(jiao)片的生(sheng)產過程中有大量的二氯甲烷廢(fei)氣排(pai)出，我們利用活(huo)性炭纖維有機(ji)廢(fei)氣吸(xi)附回收裝置(zhi)對其進行了(le)(le)(le)(le)治理，取(qu)得了(le)(le)(le)(le)顯(xian)(xian)著的效(xiao)(xiao)果，不僅獲得了(le)(le)(le)(le)很大的經(jing)濟效(xiao)(xiao)益，而(er)且收到了(le)(le)(le)(le)顯(xian)(xian)著的環境效(xiao)(xiao)益。
1.活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置系統簡介
1.1 裝置系統
活(huo)性炭(tan)纖(xian)維有機廢氣(qi)(qi)吸(xi)附(fu)回收裝置是利用活(huo)性炭(tan)纖(xian)維做吸(xi)附(fu)材料，參考了(le)(le)BTP環(huan)式(shi)吸(xi)附(fu)器結構，設(she)(she)計了(le)(le)一種組合式(shi)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)器。結合實際(ji)生(sheng)產過程(cheng)(cheng)，設(she)(she)計上采用了(le)(le)連續(xu)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)——脫(tuo)附(fu)——再生(sheng)操(cao)作程(cheng)(cheng)序，在(zai)二氯甲烷(wan)廢氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)治理(li)工程(cheng)(cheng)中，設(she)(she)計采用了(le)(le)三(san)箱吸(xi)附(fu)系統(tong)(tong)。工程(cheng)(cheng)設(she)(she)計的(de)(de)(de)工藝系統(tong)(tong)如圖1所(suo)示。
 |
1.2 吸附材料——活性炭纖(xian)維(wei)（ACF）的優點
工業上(shang)對(dui)吸(xi)(xi)附(fu)材(cai)料的(de)要(yao)求(qiu)是具有大的(de)比(bi)表面積(ji)，高(gao)的(de)孔(kong)隙率，大的(de)吸(xi)(xi)附(fu)容(rong)量，均勻的(de)孔(kong)徑和較短的(de)孔(kong)道，只有這樣(yang)，才能(neng)保(bao)證(zheng)吸(xi)(xi)附(fu)劑有良(liang)好的(de)吸(xi)(xi)附(fu)性能(neng)，大的(de)吸(xi)(xi)附(fu)容(rong)量和較好的(de)脫(tuo)附(fu)性能(neng)。這樣(yang)才能(neng)滿足對(dui)氣體凈(jing)化(hua)的(de)要(yao)求(qiu)，另外(wai)，吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)劣(lie)化(hua)，直接影響(xiang)著吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)使(shi)用壽命。
在(zai)傳(chuan)統的(de)(de)有機廢氣(qi)吸附凈(jing)化(hua)(hua)中采用的(de)(de)是普通顆粒活(huo)性(xing)炭，由于顆粒活(huo)性(xing)炭比(bi)表面相對(dui)較小，孔道長(chang)，不(bu)僅吸附容(rong)量小，而(er)且脫(tuo)附性(xing)能差，使用過程中劣化(hua)(hua)速度快，使用壽命短(duan)。而(er)活(huo)性(xing)炭纖維在(zai)諸多方面都比(bi)普通顆粒活(huo)性(xing)炭具(ju)有明顯(xian)的(de)(de)優勢。表1列出了兩種活(huo)性(xing)炭的(de)(de)主要差別。
 |
由表(biao)1可以看出，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)的(de)比(bi)表(biao)面積遠(yuan)大于顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，不僅(jin)如此，由于顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)孔徑較長，加之孔徑分布不均勻，可供利用的(de)有效比(bi)表(biao)面積占總(zong)比(bi)表(biao)面積的(de)比(bi)例更(geng)遠(yuan)低于活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)，因(yin)此，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)的(de)吸附容(rong)量(liang)是顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)1～40倍。而且吸附時炭(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)很(hen)短的(de)時間即可達到吸附飽和，脫附速(su)度快，脫附后殘留量(liang)少，使得活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)的(de)使用壽命是顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)3～5倍。由此可見(jian)，用活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)做吸附材(cai)料(liao)遠(yuan)優于顆(ke)(ke)粒(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。
1.3 裝置運行(xing)工藝程序
由(you)圖1可(ke)以看出(chu)(chu)，三(san)個吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)共用一套管(guan)路系統，運(yun)行(xing)(xing)(xing)時(shi)相互(hu)切(qie)(qie)換。三(san)個吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)依次進(jin)(jin)入(ru)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)狀態，即當吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)1吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)飽和(he)(he)后(hou)，切(qie)(qie)換到吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)2吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)，然(ran)后(hou)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)3吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)；脫附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)—干燥(zao)再(zai)生(sheng)工序(xu)也是(shi)依次進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)。運(yun)行(xing)(xing)(xing)時(shi)，含二(er)(er)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)的(de)廢氣由(you)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)下部進(jin)(jin)入(ru)，在(zai)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)內，廢氣穿過活性炭纖維，其中(zhong)的(de)二(er)(er)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)被(bei)炭纖維吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)下來(lai)(lai)，凈化后(hou)的(de)氣體由(you)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)頂部排(pai)出(chu)(chu)。脫附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)介質采用水(shui)蒸氣。蒸汽由(you)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)頂部進(jin)(jin)入(ru)，穿過活性炭纖維，將被(bei)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)濃縮的(de)二(er)(er)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)脫附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)出(chu)(chu)來(lai)(lai)并帶出(chu)(chu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)進(jin)(jin)入(ru)冷凝(ning)器(qi)(qi)，經(jing)過冷凝(ning)，二(er)(er)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)和(he)(he)水(shui)蒸氣的(de)混(hun)合(he)物被(bei)冷凝(ning)下來(lai)(lai)流(liu)入(ru)分(fen)層(ceng)槽(cao)，在(zai)分(fen)層(ceng)槽(cao)內，二(er)(er)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)和(he)(he)冷凝(ning)水(shui)分(fen)離(li)而回(hui)收。由(you)于(yu)二(er)(er)氯(lv)(lv)甲(jia)烷(wan)不(bu)溶于(yu)水(shui)，冷凝(ning)水(shui)可(ke)以直接排(pai)放。吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)器(qi)(qi)完(wan)成(cheng)脫附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)并經(jing)干燥(zao)再(zai)生(sheng)后(hou)，切(qie)(qie)換過來(lai)(lai)，繼續(xu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)。此種循環連續(xu)運(yun)行(xing)(xing)(xing)。系統運(yun)行(xing)(xing)(xing)過程中(zhong)所有的(de)動作(zuo)切(qie)(qie)換，均由(you)PLC系統自動完(wan)成(cheng)，整(zheng)個系統無人值守。
2.廢氣成分及處理要求
廢氣成分及處(chu)理要(yao)求如(ru)下(xia)：
廢氣流量：10000m3/h；
廢氣中二氯甲烷濃度：3000mg/m3；
排氣溫度：30℃；
排(pai)氣(qi)壓(ya)力：101.3kPa；
回收(shou)凈(jing)化要(yao)求>95%
3.系統運行參數和安全保障
3.1系統運行參數
(1)處理氣量的確定：根據二氯甲烷無爆炸極限的限制和廢氣的實際濃度，結合我們以往的治理經驗，進入系統的實際處理氣量定為10000m3/h。
(2)系(xi)(xi)統(tong)阻(zu)力(li)：系(xi)(xi)統(tong)阻(zu)力(li)包括管路系(xi)(xi)統(tong)和吸附器本身(shen)的(de)阻(zu)力(li)，根(gen)據計算和實(shi)際經驗，確(que)定整(zheng)個(ge)系(xi)(xi)統(tong)的(de)阻(zu)力(li)為5000Pa。
(3)操作(zuo)氣速：根據活(huo)性炭纖維對(dui)二氯甲(jia)烷(wan)的吸附特性，結合以(yi)往的實際運行(xing)經驗，確定操作(zuo)氣速為0.15m/s左右(you)。
(4)吸附溫度(du)：<40℃。
(5)脫附(fu)溫(wen)度：110℃左(zuo)右。
3.2系統(tong)運行的安全保障(zhang)
由于二氯甲烷(wan)有劇毒，因(yin)此對(dui)其廢氣的處(chu)理，安全是最(zui)重要的。這一點(dian)必須在設計上有絕對(dui)可靠的保證。本工藝中(zhong)特別注意了(le)以(yi)下問題：
(1)切實(shi)保證系(xi)(xi)統的(de)密(mi)封：處(chu)理易(yi)燃易(yi)爆氣體必(bi)須特別(bie)注意系(xi)(xi)統的(de)密(mi)封問(wen)題。由于(yu)整個(ge)系(xi)(xi)統一直(zhi)處(chu)在頻(pin)繁的(de)切換之中，系(xi)(xi)統的(de)密(mi)封問(wen)題就顯得特別(bie)重要。設(she)計上(shang)采用了(le)特殊措施，使(shi)整個(ge)系(xi)(xi)統不(bu)會出現絲毫泄露，保證了(le)運行場所的(de)安(an)全。
(2)溫度(du)的控制：吸(xi)附(fu)是一個放熱過程。因此，在連續操作時床層溫度(du)會升高，一方面造成吸(xi)附(fu)率的下(xia)降，另外還(huan)可能給安全帶來(lai)隱患(huan)。系(xi)統(tong)設置(zhi)(zhi)了床層溫度(du)監控報警裝置(zhi)(zhi)，一旦(dan)溫度(du)超過設計值，系(xi)統(tong)便自(zi)動報警并自(zi)動切換到(dao)安全位置(zhi)(zhi)。同時啟動降溫裝置(zhi)(zhi)，保證系(xi)統(tong)正常運行
(3)整個系(xi)統控制采用(yong)PLC，發生事故可(ke)自(zi)動處理(li)并自(zi)動切換，整個系(xi)統運行(xing)中可(ke)以無(wu)人(ren)值守，保(bao)證(zheng)系(xi)統運行(xing)的絕對安全。
4.運行結果和效益
本裝置經過半年(nian)時間，運行(xing)狀況一(yi)直良好，吸附效率一(yi)直保持在97%以上。大大改(gai)善了大氣環(huan)境，從回(hui)(hui)收(shou)(shou)二(er)氯(lv)甲烷(wan)的量看，回(hui)(hui)收(shou)(shou)量在700kg/d左右，若按(an)每(mei)(mei)(mei)年(nian)運行(xing)300d計算，一(yi)年(nian)可(ke)回(hui)(hui)收(shou)(shou)二(er)氯(lv)甲烷(wan)210t。若按(an)每(mei)(mei)(mei)噸(dun)售價5000元，則該裝置每(mei)(mei)(mei)年(nian)可(ke)回(hui)(hui)收(shou)(shou)105萬(wan)元。出去運行(xing)費用和設備折舊，每(mei)(mei)(mei)年(nian)凈收(shou)(shou)益(yi)將達78.4萬(wan)元。
該工(gong)程(cheng)總造價(jia)為126萬元(yuan)。根據(ju)計(ji)算，裝(zhuang)置(zhi)運行19個月即可(ke)收回(hui)全部投資(zi)；而本裝(zhuang)置(zhi)的設計(ji)運行壽(shou)命是(shi)8年(nian)以上。可(ke)見，采(cai)用(yong)活性炭(tan)纖維(wei)吸附回(hui)收裝(zhuang)置(zhi)回(hui)收含二(er)氯甲烷廢氣(qi)，不僅具有很好的環境效(xiao)益，而且還具有顯著的經濟效(xiao)益。
目前，我們利用該裝置還對含苯、環己烷、二氯乙烷廢氣等進行了回收，均獲得了顯著的經濟、環境和社會效益。
