活性炭吸附氮?dú)饷摳?冷凝回收
在廢氣處理過(guò)程中,我們有時(shí)候會(huì)用到活性炭吸附脫附和冷凝回收的工藝,脫附分為蒸汽脫附、電加熱脫附、氮?dú)饷摳降。通常工廠的廠區(qū)存在多個(gè)廢氣排放點(diǎn),VOCs的濃度分布不均等特點(diǎn),單獨(dú)的處理工藝很難解決全廠的VOCs排放問(wèn)題,所以我們需要利用組合工藝來(lái)處理廢氣。這里我們簡(jiǎn)單的介紹下活性炭吸附氮?dú)饷摳?冷凝回收。
我們需要先將各個(gè)點(diǎn)位的廢氣收集起來(lái),先通過(guò)活性炭吸附廢氣,再經(jīng)過(guò)氮?dú)饷摳剑笤賹舛忍嵘龓资兜膹U氣通入冷凝器,將廢氣冷凝成液體,后再將廢氣中可回收物質(zhì)回收利用。
活性炭吸附:活性炭是一種多孔性含碳物質(zhì),它具有高度發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造,活性炭的多孔結(jié)構(gòu)為其提供了大量的表面積,能與氣體(雜質(zhì))充分接觸,從而賦予了活性炭所具有的吸附性能,使其非常容易達(dá)到吸收收集雜質(zhì)的目的。就像磁力一樣,所有的分子之間都具有相互引力。正因?yàn)槿绱,活性炭孔壁上的大量分子可以產(chǎn)生強(qiáng)大的引力,從而達(dá)到將有害雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。
不是所有的活性炭都能吸附有害氣體,只有當(dāng)活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)略大于有害氣體分子的直徑,能夠讓有害氣體分子完全進(jìn)入的情況下(過(guò)大或過(guò)小都不行),才能達(dá)到很好的吸附效果。當(dāng)吸附載體飽和后需要再生處理。
氮?dú)饷摳剑旱獨(dú)馐且环N惰性氣體,利用惰性氣體作為脫附介質(zhì)回收有機(jī)物,能夠克服水蒸氣脫附再生產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題,對(duì)可溶性有機(jī)物的回收更具有優(yōu)勢(shì),可減少有機(jī)物精制的投資和運(yùn)行費(fèi)用,同時(shí)可以提高活性炭和設(shè)備的使用壽命,更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。惰性氣體的選擇主要考慮兩個(gè)方面:一是來(lái)源便捷,二是費(fèi)用低。
吸附飽和的活性炭吸附床轉(zhuǎn)入脫附再生階段,通過(guò)閥門控制,用氮?dú)庵脫Q待脫附活性炭床以及脫附管內(nèi)的空氣,通過(guò)在線氧含量分析儀檢測(cè)系統(tǒng)氧含量達(dá)到設(shè)定值后,啟動(dòng)脫附風(fēng)機(jī)、開(kāi)啟脫附加熱器加熱升溫開(kāi)始脫附。
冷凝回收:冷凝過(guò)程中,被冷凝物質(zhì)僅發(fā)生物理變化而化學(xué)性質(zhì)不變,故可直接回收利用。冷凝法在理論上可以達(dá)到很高的凈化程度,但凈化程度越高操作費(fèi)用越高。因此,它常常作為凈化高濃度有機(jī)廢氣的預(yù)處理工序,從降低污染物含量和減少?gòu)U氣體積兩方面減少后續(xù)工藝的負(fù)荷,并回收有價(jià)值物質(zhì)。物質(zhì)在不同溫度和壓力下,具有不同的飽和蒸氣壓。當(dāng)物質(zhì)的蒸氣壓在某一溫度下,達(dá)到其相應(yīng)的飽和蒸氣壓時(shí),則開(kāi)始凝結(jié),該溫度稱為物質(zhì)的露點(diǎn)溫度。只有系統(tǒng)溫度低于露點(diǎn)溫度,蒸氣態(tài)物質(zhì)才能從氣相中冷凝出來(lái)。冷凝法就是利用揮發(fā)性有機(jī)物在不同溫度和壓力下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì),采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方式,使其從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),而從氣相中分離出來(lái)。
冷凝方式有直接冷凝和壓縮冷凝兩種。為提高冷凝效率,直接冷凝一般采用多級(jí)連續(xù)冷卻方法,降低揮發(fā)廢氣的溫度,使之凝聚為液體分離出來(lái)。冷凝法回收裝置的冷凝溫度一般按預(yù)冷、機(jī)械制冷、液氮制冷等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)揮發(fā)氣的成分、要求的回收率及后排放到大氣的尾氣允許含量,來(lái)確定冷凝裝置出口處揮發(fā)氣的溫度值。
預(yù)冷器是單級(jí)冷卻裝置,其冷凝溫度在各成分的凝固溫度以上,一般在4℃左右,目的是使大部分水汽凝結(jié)為水而除去,減少裝置的運(yùn)行能耗。揮發(fā)氣離開(kāi)預(yù)冷器后,進(jìn)入機(jī)械制冷級(jí),機(jī)械制冷可使大部分有機(jī)廢氣冷凝為液體回收。若需要更低的冷卻溫度,則在機(jī)械制冷之后連接液氮制冷,可使有機(jī)廢氣的回收率達(dá)到99%。單級(jí)機(jī)械壓縮制冷裝置的工作溫度范圍為-35--10℃;串聯(lián)的機(jī)械壓縮制冷裝置有淺冷級(jí)和深冷級(jí)組成,其工作溫度范圍為-70--400℃;用液氮制冷的深冷裝置的工作溫度可達(dá)-184℃。多級(jí)連續(xù)冷卻方法在石油化工行業(yè)的油氣回收中應(yīng)用很廣泛,其凈化程度可滿足世界各國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
可以回收利用氣體溶劑類型:
1、烴類:苯、甲苯、二甲苯、n-乙烷、溶劑油、石腦油、重芳烴、碳?xì)淝逑磩┑取?
2、鹵烴:三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、氯苯、CHCl3、四氯化碳等。
3、酮類:丙酮、丁酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮等。
4、酯類:乙酸乙酯、乙酸丁酯、油酸乙酯等。
5、醚類:二氧雜環(huán)己烷、THF、糠醛、甲基溶纖劑等。
6、醇類:甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇等。
7、聚合用單分子物體:氯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、醋酸乙烯。