吸附法處理VOCs有機廢氣的工藝組成及要求

 

有機廢氣的處理***別復雜，各行各業都有自己的***殊性。廢氣成分方面，有粉塵、水、油霧、漆霧等，而且***部分是各種氣體的混合物，排放方式也不同(分散、集中、連續、穩定等。);廢氣的參數也很不一樣，所以采用的處理工藝也不一樣。

 

吸附法處理VOCs廢氣的吸附-水蒸氣脫附-冷凝回收工藝，包括預處理系統、吸附系統、脫附再生系統、冷凝回收系統、自動控制系統、后處理系統等子系統。

 

(1)預處理系統符合《吸附法處理工業有機廢氣技術規范》的要求:

 

①預處理設備的選擇應根據廢氣的成分和性質，以及影響吸附過程的物質的性質和含量。

 

②當廢氣中顆粒物含量超過1毫克/立方米時，應通過過濾或洗滌進行預處理。

 

③當廢氣中含有吸附后難以脫附或引起吸附劑中毒的成分時，應采用洗滌或預吸附等預處理方法。

 

④當廢氣中有機物濃度較高時，應通過冷凝或稀釋的方式將其調節至其下限的25%(實際運行中可設計40%)；當廢氣溫度高(或低)時，通過熱交換將廢氣溫度調節到40℃以下。(2)吸附系統吸附系統是整個工藝技術的核心，吸附系統的性能決定了該技術的處理效果和回收效果。主要包括系統閥門、吸附器和吸附劑。

 

①閥門的選擇需要考慮，因為VOCs***多易燃易爆，所以盡量采用氣動控制來驅動閥門開關，安全性更高，閥門的密封性能更***，***無泄漏。

 

②吸附器的形式在此過程中，多采用固定床環吸附器，吸附劑采用活性炭纖維；由于占地面積小、阻力小、易于組合，在設計自動回收裝置中常用的吸附器時應注意幾個重要細節:

 

a、氣體進出口設計應合理，氣體流量分布應均勻；

 

b、需要考慮吸附劑填充空間、吸附器維護空間；

 

c、儀器儀表預留口(包括監控口)應設計準確；增加安全措施，如吸附劑內部的溫度控制、減壓閥、必要的液封等。

 

根據企業的生產工藝、廢氣量、連續或間歇排氣，吸附床可以與單床、雙床或多床組合使用。在連續排氣的情況下，需要配備備用床，某些***定行業需要配備應急床，這樣吸附床就可以不停機檢修了。

 

③吸附劑的選擇目前，碳基吸附劑包括顆粒活性炭、蜂窩活性炭、活性碳纖維氈等，常用于處理和回收VOCs有機廢氣，有時沸石分子篩或硅膠也用作吸附劑。活性炭纖維氈多用于環形固定床，蜂窩活性炭多用于處理***風量、低濃度廢氣；當使用移動床和流化床時，需要選擇具有***殊耐磨性的顆粒活性炭。還需要說明的是，回收混合溶劑(如涂料行業的汽油、VOCs)時，當廢氣中所含成分的分子動力學直徑范圍較寬時，應采用以中孔為主要成分的活性炭。沸石分子篩在轉輪濃縮回收時常被用作吸附劑。

 

目前，各種活性炭已經發布了一系列***家標準，這些標準是基于四氯化碳吸附率、比表面積和碘值。

 

利用活性炭作為吸附劑和蒸汽脫附工藝回收有機物的技術對某些有機物有局限性，因此必須注意技術的實際實施:

 

a、危險有機物，代表性的有機物是環己酮，很容易在活性炭上積累，會引起劇烈的連鎖反應，對系統造成安全隱患。如果尾氣中含有這種物質，就要避免使用活性炭基吸附劑。丁酮、異佛爾酮等其他酮類物質也有危險，設計時必須考慮多重防護措施。

 

b、對于一些難以從碳基吸附劑上脫附的物質，應考慮適當的處理方法。

 

C、由于活性炭表面有一些催化活性點，這些點可以催化一些容易氧化聚合的物質的反應，例如，它們可以催化負二價硫離子氧化成單質硫，催化苯乙烯、甲醛等物質聚合生成它們的聚合物，這些聚合物覆蓋在吸附劑上，使吸附劑失去吸附功能。

 

(3)脫附再生系統應在吸附操作接近床層斷點時脫附吸附劑。低壓蒸汽用作脫附介質。蒸汽源一般為0.6MPa，經減壓閥減壓后約為0.1MPa，蒸汽溫度約為100℃。蒸汽脫附后，床層殘留較多的水，需要用熱空氣干燥再生，或者用真空泵抽真空，稍加負壓，減少床層中水和溶劑殘留。干燥后，需要引入冷空氣來冷卻床。滿足吸附要求后，備用脫附蒸汽量一般根據經驗估算。

 

(4)加熱脫附后，冷凝回收系統出口部分為水蒸氣和高濃度有機物的混合物。濃縮靜置后，不溶于水的有機物與水分離，直接循環使用，而水溶性有機物處于水相，需要后處理。產生的廢水需要處理達標排放。該部分主要設備包括冷凝器和分層罐。冷凝器可以是管式冷凝器或板式換熱器。在實際應用中，一般采用管式冷凝器。板式換熱器整體占用空間小，但很難清理堵塞和結垢。此外，由于制造工藝問題，板式熱交換器經常因腐蝕而泄漏。因此，不建議使用板式換熱器。分層罐用于不溶性有機物和冷凝水的自動分離，上層或下層有機物相由密度差形成，設計時應考慮靜態停留時間和有機物的遷移。

 

(5)后處理系統

 

①水不溶性回收溶劑的后處理一般來說，由于使用的吸附劑在吸附前經過清洗，吸附過程中沒有雜質進入，如果回收了單一組分，如甲苯，分離出的有機物可以直接送到原料罐。如果回收產品為混合物，從同一生產工藝中排出，則無需進行嚴格分離，只需調整其成分達到原標準，即可直接作為原料使用。

 

這里要提到的是，如果對回收產品有嚴格的含水量要求，需要進一步除水。

 

②對于水溶性回收溶劑的后處理，如果回收產物是水溶性的，則水蒸氣脫附后的冷凝液，如丙酮、二甲基甲酰胺等，應通過蒸餾分離。

 

(6)自動控制系統通常，自動控制系統是為連續運行的吸附回收過程設置的。控制系統一般采用PLC自動控制整個系統的運行，并有控制面板。控制系統設計應嚴格按照規范要求進行。