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活性炭吸附脱附技术应用于VOCs的处理返回

一、其他工况

 

(a)需要处理的有机废气、恶臭气体浓度相对较低,活性炭吸附饱和周期比较久。

(b)单个企业有机废气、恶臭气体活性炭吸附处理点位比较多。

(c)一个地区或一个工业园区有比较多的有机废气、恶臭气体活性炭吸附设备。

(d)企业原来已经有合格的废气活性炭吸附系统,饱和后要置换新活性炭成本比较大。

 

 

热辐射加热再生炉示意图

 

热辐射加热再生炉工作原理

将饱和活性炭盒从活性炭箱内取出,打开炉门,饱和活性炭盒装入热辐射加热再生炉的炉床上,关闭炉门。启动真空泵对再生炉进行除氧处理,使炉内含氧量达到脱附要求。通入氮气,使炉内达到微正压。然后关闭氮气阀门。启动再生炉的加热装置,使炉内温度压力逐步升高,当加热过程中炉内压力达到设置值时,进行泄压处理,泄压的气体冷凝后经氧化装置氧化后进入尾气处理装置。或者直接冷凝进入尾气处理装置。

当炉内压力泄压达到设定值时,关闭泄压阀,压力上升后,再次泄压。如此循环反复,直至活性炭层温度升温至设置的温度,活性炭再生完成。整个升温过程中始终保持系统内微正压,使再生过程安全高效地进行。

活性炭冷却:当再生完成后,活性炭需要冷却至室温,等待移出进入下一次使用。活性炭冷却共有两种方式,一种是随炉自然冷却。另一种是启用冷凝器、冷却循环风机快速冷却。当冷却过程中系统内压力小于设定值,打开氮气阀,使炭罐内达到微正压。如此循环反复,直至活性炭温度降至室温。整个降温过程中始终保持系统内微正压,使冷却过程安全高效地进行。

 

 

二、友信赢特环境高温、绝氧、低压、静态活性炭创新再生技术和市场常见的低温热空气再生技术的比较

 

 

友信赢特环境高温、绝氧、低压、静态活性炭创新再生技术和市场常见的低温热空气再生技术指标的比较

 

技术指标对比

 

从上表试验数据可以看出,高温解吸(炭层温度250℃),每一个吸附饱和解吸周期后四氯化碳值呈逐步的下降趋势,而低温解吸(炭层温度120℃),四氯化碳值下降速度更快了。我公司高温解吸(炭层温度250℃)5个吸附饱和解吸周期后,活性炭四氯化碳值的恢复率都能保证在90%以上,而低温解吸(炭层温度120℃)5个吸附饱和解吸周期后活性炭四氯化碳值的恢复率已经下降到72.63%。这就说明低温解吸(炭层温度120℃)每一轮次吸附解吸后活性炭的吸附性能呈递降趋势,每一个饱和解吸周期后吸附饱和周期会缩短,若干次饱和解吸周期后活性炭就不能再使用。由于市场上采用的120℃热空气再生,实际炭层温度80~100℃,四氯化碳值恢复率会远低于表中的低温解吸试验数据,活性炭的吸附能力下降得更快,饱和周期更短。

建议在实际工程运行中,可以采用前5次炭层250℃解吸,第6次解吸温度提高到350~500℃(具体温度根据每个工厂废气特性来确定)对活性炭进行解吸,使活性炭彻底恢复吸附性能,之后5次再进行炭层250℃高温解吸,循环往复。

 

 

三、不同工况的VOC治理、恶臭气体治理以及饱和后活性炭再生、处理方案

 

需要处理的废气浓度相对较高或者活性炭饱和周期比较短,需要通过频繁更换活性炭满足排气口排放达到排放标准

a. 解决方案:活性炭吸附饱和后原吸附箱(罐)内高温、绝氧、低压、静态再生,恢复活性炭的吸附能力。简称原位再生工艺。

b. 采用两个或两个以上活性炭吸附再生罐对废气进行吸附处理。当其中一个吸附再生罐吸附饱和后,停止吸附,关闭相应进风阀、排风阀。同时启用另一个吸附再生罐进行吸附处理,并对已饱和的吸附再生罐进行高温、绝氧、低压、静态再生,恢复活性炭的吸附能力。

吸附以及饱和后原罐再生 原理图

 

 

四、活性炭吸附饱和周期确定,以及多级活性炭吸附是否有必要性

 

a. 不同成分的不同浓度的VOC废气的饱和合理周期确定。

需要通过模拟吸附实验来确定,较久的饱和周期需要加大废气经过活性炭接触时间来实现,合理饱和周期一般是指饱和周期内有足够时间对饱和炭进行再生。

以下是喷漆废气(二甲苯)在活性炭不同接触时间内吸附实验,实验结果如下

 

以上实验表明当接触时间到3秒的饱和周期比2秒、1秒成几倍的延长,而且适当延长接触时间,经吸附处理后排出气体,在相当长时间内非常稳定。同时也说明目前市场喷涂废气活性炭的吸附接触时间不到1秒,在吸附废气处理运行中肯定不能保证废气排放较长时间稳定、合格排放。

b. 目前一些地方环保要求多级活性炭箱处理

我公司经过实验,喷漆废气活性炭箱二级或三级活性炭吸附总接触时间如果和一级吸附接触时间一样的话,去除效果一致。

所以在实际运用,如果有较高浓度VOC处理仅需一级吸附,但是需要足够接触时间,就一样能够保证排放长时间合格稳定排放。

 

 

五、使用RTO、RCO处理中低浓度VOC废气的不合理性

 

a. RCO催化焚烧,经过我公司跟踪到的项目,去除率仅只有50%~60%,没有宣传的≥95%,而且大量消耗天然气,造成CO2的大量排放,运行成本非常高。

b. RTO处理去除率肯定不错,但是消耗大量天然气,造成大量CO2排放,运行成本太高,不符合双碳精神。

c. 类似中低浓度VOC废气,完全可以使用活性炭足够接触时间吸附,实现长时间合格、稳定排放,从而比RCO处理保证排放合格,比RCO、RTO运行成本大幅度下降,并且没有大量CO2排放。

 

高温VOC气体RTO、RCO焚烧处理(主要是印刷、喷涂工艺中烘道产生的高温VOC废气)采用活性炭吸附以及饱和后高温再生来取代的必要性、可行性

 

据我公司大量调查,以上工艺烘烤产生的VOC废气浓度一般在300左右,可以采用废气经过冷却到45℃以下,再活性炭吸附来处理,保证长时间排放的合格、稳定。排放比RTO、RCO节约大量的天然气燃烧费用,减少大量CO2的排放,大幅降低废气处理费用。

 

 

六、案例分享

 

无锡某电子股份有限公司

废气主要成分:丙酮、乙醇等非甲烷总烃

设计排放标准

污染物项目

最高允许排放浓度mg/m3

最高允许排放速率(不低于20m)kg/h

污染物排放位置

丙酮

40

2.5

排气筒

非甲烷总烃

50

14

排气筒

 





我公司在项目方案确定之前都需要进行中试试验,公司可以提供中试设备在用户现场进行中试,客户和我们都认可后方可确定方案。