活性炭吸附脫附技術(shù)應(yīng)用于VOCs的處理返回
一、其他工況
(a)需要處理的有機(jī)廢氣、惡臭氣體濃度相對(duì)較低,活性炭吸附飽和周期比較久。
(b)單個(gè)企業(yè)有機(jī)廢氣、惡臭氣體活性炭吸附處理點(diǎn)位比較多。
(c)一個(gè)地區(qū)或一個(gè)工業(yè)園區(qū)有比較多的有機(jī)廢氣、惡臭氣體活性炭吸附設(shè)備。
(d)企業(yè)原來已經(jīng)有合格的廢氣活性炭吸附系統(tǒng),飽和后要置換新活性炭成本比較大。
熱輻射加熱再生爐示意圖
熱輻射加熱再生爐工作原理
將飽和活性炭盒從活性炭箱內(nèi)取出,打開爐門,飽和活性炭盒裝入熱輻射加熱再生爐的爐床上,關(guān)閉爐門。啟動(dòng)真空泵對(duì)再生爐進(jìn)行除氧處理,使?fàn)t內(nèi)含氧量達(dá)到脫附要求。通入氮?dú),使(fàn)t內(nèi)達(dá)到微正壓。然后關(guān)閉氮?dú)忾y門。啟動(dòng)再生爐的加熱裝置,使?fàn)t內(nèi)溫度壓力逐步升高,當(dāng)加熱過程中爐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)置值時(shí),進(jìn)行泄壓處理,泄壓的氣體冷凝后經(jīng)氧化裝置氧化后進(jìn)入尾氣處理裝置;蛘咧苯永淠M(jìn)入尾氣處理裝置。
當(dāng)爐內(nèi)壓力泄壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),關(guān)閉泄壓閥,壓力上升后,再次泄壓。如此循環(huán)反復(fù),直至活性炭層溫度升溫至設(shè)置的溫度,活性炭再生完成。整個(gè)升溫過程中始終保持系統(tǒng)內(nèi)微正壓,使再生過程安全高效地進(jìn)行。
活性炭冷卻:當(dāng)再生完成后,活性炭需要冷卻至室溫,等待移出進(jìn)入下一次使用;钚蕴坷鋮s共有兩種方式,一種是隨爐自然冷卻。另一種是啟用冷凝器、冷卻循環(huán)風(fēng)機(jī)快速冷卻。當(dāng)冷卻過程中系統(tǒng)內(nèi)壓力小于設(shè)定值,打開氮?dú)忾y,使炭罐內(nèi)達(dá)到微正壓。如此循環(huán)反復(fù),直至活性炭溫度降至室溫。整個(gè)降溫過程中始終保持系統(tǒng)內(nèi)微正壓,使冷卻過程安全高效地進(jìn)行。
二、友信贏特環(huán)境高溫、絕氧、低壓、靜態(tài)活性炭創(chuàng)新再生技術(shù)和市場常見的低溫?zé)峥諝庠偕夹g(shù)的比較
友信贏特環(huán)境高溫、絕氧、低壓、靜態(tài)活性炭創(chuàng)新再生技術(shù)和市場常見的低溫?zé)峥諝庠偕夹g(shù)指標(biāo)的比較
技術(shù)指標(biāo)對(duì)比
從上表試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,高溫解吸(炭層溫度250℃),每一個(gè)吸附飽和解吸周期后四氯化碳值呈逐步的下降趨勢,而低溫解吸(炭層溫度120℃),四氯化碳值下降速度更快了。我公司高溫解吸(炭層溫度250℃)5個(gè)吸附飽和解吸周期后,活性炭四氯化碳值的恢復(fù)率都能保證在90%以上,而低溫解吸(炭層溫度120℃)5個(gè)吸附飽和解吸周期后活性炭四氯化碳值的恢復(fù)率已經(jīng)下降到72.63%。這就說明低溫解吸(炭層溫度120℃)每一輪次吸附解吸后活性炭的吸附性能呈遞降趨勢,每一個(gè)飽和解吸周期后吸附飽和周期會(huì)縮短,若干次飽和解吸周期后活性炭就不能再使用。由于市場上采用的120℃熱空氣再生,實(shí)際炭層溫度80~100℃,四氯化碳值恢復(fù)率會(huì)遠(yuǎn)低于表中的低溫解吸試驗(yàn)數(shù)據(jù),活性炭的吸附能力下降得更快,飽和周期更短。
建議在實(shí)際工程運(yùn)行中,可以采用前5次炭層250℃解吸,第6次解吸溫度提高到350~500℃(具體溫度根據(jù)每個(gè)工廠廢氣特性來確定)對(duì)活性炭進(jìn)行解吸,使活性炭徹底恢復(fù)吸附性能,之后5次再進(jìn)行炭層250℃高溫解吸,循環(huán)往復(fù)。
三、不同工況的VOC治理、惡臭氣體治理以及飽和后活性炭再生、處理方案
需要處理的廢氣濃度相對(duì)較高或者活性炭飽和周期比較短,需要通過頻繁更換活性炭滿足排氣口排放達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)
a. 解決方案:活性炭吸附飽和后原吸附箱(罐)內(nèi)高溫、絕氧、低壓、靜態(tài)再生,恢復(fù)活性炭的吸附能力。簡稱原位再生工藝。
b. 采用兩個(gè)或兩個(gè)以上活性炭吸附再生罐對(duì)廢氣進(jìn)行吸附處理。當(dāng)其中一個(gè)吸附再生罐吸附飽和后,停止吸附,關(guān)閉相應(yīng)進(jìn)風(fēng)閥、排風(fēng)閥。同時(shí)啟用另一個(gè)吸附再生罐進(jìn)行吸附處理,并對(duì)已飽和的吸附再生罐進(jìn)行高溫、絕氧、低壓、靜態(tài)再生,恢復(fù)活性炭的吸附能力。
吸附以及飽和后原罐再生 原理圖
四、活性炭吸附飽和周期確定,以及多級(jí)活性炭吸附是否有必要性
a. 不同成分的不同濃度的VOC廢氣的飽和合理周期確定。
需要通過模擬吸附實(shí)驗(yàn)來確定,較久的飽和周期需要加大廢氣經(jīng)過活性炭接觸時(shí)間來實(shí)現(xiàn),合理飽和周期一般是指飽和周期內(nèi)有足夠時(shí)間對(duì)飽和炭進(jìn)行再生。
以下是噴漆廢氣(二甲苯)在活性炭不同接觸時(shí)間內(nèi)吸附實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下
以上實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)接觸時(shí)間到3秒的飽和周期比2秒、1秒成幾倍的延長,而且適當(dāng)延長接觸時(shí)間,經(jīng)吸附處理后排出氣體,在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)非常穩(wěn)定。同時(shí)也說明目前市場噴涂廢氣活性炭的吸附接觸時(shí)間不到1秒,在吸附廢氣處理運(yùn)行中肯定不能保證廢氣排放較長時(shí)間穩(wěn)定、合格排放。
b. 目前一些地方環(huán)保要求多級(jí)活性炭箱處理
我公司經(jīng)過實(shí)驗(yàn),噴漆廢氣活性炭箱二級(jí)或三級(jí)活性炭吸附總接觸時(shí)間如果和一級(jí)吸附接觸時(shí)間一樣的話,去除效果一致。
所以在實(shí)際運(yùn)用,如果有較高濃度VOC處理僅需一級(jí)吸附,但是需要足夠接觸時(shí)間,就一樣能夠保證排放長時(shí)間合格穩(wěn)定排放。
五、使用RTO、RCO處理中低濃度VOC廢氣的不合理性
a. RCO催化焚燒,經(jīng)過我公司跟蹤到的項(xiàng)目,去除率僅只有50%~60%,沒有宣傳的≥95%,而且大量消耗天然氣,造成CO2的大量排放,運(yùn)行成本非常高。
b. RTO處理去除率肯定不錯(cuò),但是消耗大量天然氣,造成大量CO2排放,運(yùn)行成本太高,不符合雙碳精神。
c. 類似中低濃度VOC廢氣,完全可以使用活性炭足夠接觸時(shí)間吸附,實(shí)現(xiàn)長時(shí)間合格、穩(wěn)定排放,從而比RCO處理保證排放合格,比RCO、RTO運(yùn)行成本大幅度下降,并且沒有大量CO2排放。
高溫VOC氣體RTO、RCO焚燒處理(主要是印刷、噴涂工藝中烘道產(chǎn)生的高溫VOC廢氣)采用活性炭吸附以及飽和后高溫再生來取代的必要性、可行性
據(jù)我公司大量調(diào)查,以上工藝烘烤產(chǎn)生的VOC廢氣濃度一般在300左右,可以采用廢氣經(jīng)過冷卻到45℃以下,再活性炭吸附來處理,保證長時(shí)間排放的合格、穩(wěn)定。排放比RTO、RCO節(jié)約大量的天然氣燃燒費(fèi)用,減少大量CO2的排放,大幅降低廢氣處理費(fèi)用。
六、案例分享
無錫某電子股份有限公司
廢氣主要成分:丙酮、乙醇等非甲烷總烴
設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)
污染物項(xiàng)目 |
最高允許排放濃度mg/m3 |
最高允許排放速率(不低于20m)kg/h |
污染物排放位置 |
丙酮 |
40 |
2.5 |
排氣筒 |
非甲烷總烴 |
50 |
14 |
排氣筒 |
我公司在項(xiàng)目方案確定之前都需要進(jìn)行中試試驗(yàn),公司可以提供中試設(shè)備在用戶現(xiàn)場進(jìn)行中試,客戶和我們都認(rèn)可后方可確定方案。 |