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：河北中環環保設備有限公司 閱讀：3359 更新時間：2008-08-01 11:01摘要：文章介紹了一種化工生產過程中排出的二氯甲烷廢氣的治理裝置——活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置和治理工藝，由于采用了優越的吸附材料和先進的工藝設計，使吸附回收率達97%以上，收到了很好的環境效益和經濟效益。
關鍵詞：二氯甲烷 活性炭纖維 吸附
許多石化、化工生產過程中排放大量有機廢氣，浪費了資源，污染了環境。在感光膠片的生產過程中有大量的二氯甲烷廢氣排出，我們利用活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置對其進行了治理，取得了顯著的效果，不僅獲得了很大的經濟效益，而且收到了顯著的環境效益。
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
活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置是利用活性炭纖維做吸附材料，參考了BTP環式吸附器結構，設計了一種組合式的吸附器。結合實際生產過程，設計上采用了連續的吸附——脫附——再生操作程序，在二氯甲烷廢氣的治理工程中，設計采用了三箱吸附系統。工程設計的工藝系統如圖1所示。
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1.2 吸附材料——活性炭纖維（ACF）的優點
工業上對吸附材料的要求是具有大的比表面積，高的孔隙率，大的吸附容量，均勻的孔徑和較短的孔道，只有這樣，才能保證吸附劑有良好的吸附性能，大的吸附容量和較好的脫附性能。這樣才能滿足對氣體凈化的要求，另外，吸附劑的劣化，直接影響著吸附劑的使用壽命。
在傳統的有機廢氣吸附凈化中采用的是普通顆粒活性炭，由于顆粒活性炭比表面相對較小，孔道長，不僅吸附容量小，而且脫附性能差，使用過程中劣化速度快，使用壽命短。而活性炭纖維在諸多方面都比普通顆粒活性炭具有明顯的優勢。表1列出了兩種活性炭的主要差別。
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由表1可以看出，活性炭纖維的比表面積遠大于顆粒活性炭，不僅如此，由于顆粒活性炭的孔徑較長，加之孔徑分布不均勻，可供利用的有效比表面積占總比表面積的比例更遠低于活性炭纖維，因此，活性炭纖維的吸附容量是顆粒活性炭的1～40倍。而且吸附時炭纖維很短的時間即可達到吸附飽和，脫附速度快，脫附后殘留量少，使得活性炭纖維的使用壽命是顆粒活性炭的3～5倍。由此可見，用活性炭纖維做吸附材料遠優于顆粒活性炭。
1.3 裝置運行工藝程序
由圖1可以看出，三個吸附器共用一套管路系統，運行時相互切換。三個吸附器依次進入吸附狀態，即當吸附器1吸附飽和后，切換到吸附器2吸附，然后吸附器3吸附；脫附—干燥再生工序也是依次進行。運行時，含二氯甲烷的廢氣由吸附器下部進入，在吸附器內，廢氣穿過活性炭纖維，其中的二氯甲烷被炭纖維吸附下來，凈化后的氣體由吸附器頂部排出。脫附介質采用水蒸氣。蒸汽由吸附器頂部進入，穿過活性炭纖維，將被吸附濃縮的二氯甲烷脫附出來并帶出吸附器進入冷凝器，經過冷凝，二氯甲烷和水蒸氣的混合物被冷凝下來流入分層槽，在分層槽內，二氯甲烷和冷凝水分離而回收。由于二氯甲烷不溶于水，冷凝水可以直接排放。吸附器完成脫附并經干燥再生后，切換過來，繼續進行吸附。此種循環連續運行。系統運行過程中所有的動作切換，均由PLC系統自動完成，整個系統無人值守。
2.廢氣成分及處理要求
廢氣成分及處理要求如下：
廢氣流量：10000m3/h；
廢氣中二氯甲烷濃度：3000mg/m3；
排氣溫度：30℃；
排氣壓力：101.3kPa；
回收凈化要求>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)系統阻力：系統阻力包括管路系統和吸附器本身的阻力，根據計算和實際經驗，確定整個系統的阻力為5000Pa。
(3)操作氣速：根據活性炭纖維對二氯甲烷的吸附特性，結合以往的實際運行經驗，確定操作氣速為0.15m/s左右。
(4)吸附溫度：<40℃。
(5)脫附溫度：110℃左右。
3.2系統運行的安全保障
由于二氯甲烷有劇毒，因此對其廢氣的處理，安全是最重要的。這一點必須在設計上有絕對可靠的保證。本工藝中特別注意了以下問題：
(1)切實保證系統的密封：處理易燃易爆氣體必須特別注意系統的密封問題。由于整個系統一直處在頻繁的切換之中，系統的密封問題就顯得特別重要。設計上采用了特殊措施，使整個系統不會出現絲毫泄露，保證了運行場所的安全。
(2)溫度的控制：吸附是一個放熱過程。因此，在連續操作時床層溫度會升高，一方面造成吸附率的下降，另外還可能給安全帶來隱患。系統設置了床層溫度監控報警裝置，一旦溫度超過設計值，系統便自動報警并自動切換到安全位置。同時啟動降溫裝置，保證系統正常運行
(3)整個系統控制采用PLC，發生事故可自動處理并自動切換，整個系統運行中可以無人值守，保證系統運行的絕對安全。
4.運行結果和效益
本裝置經過半年時間，運行狀況一直良好，吸附效率一直保持在97%以上。大大改善了大氣環境，從回收二氯甲烷的量看，回收量在700kg/d左右，若按每年運行300d計算，一年可回收二氯甲烷210t。若按每噸售價5000元，則該裝置每年可回收105萬元。出去運行費用和設備折舊，每年凈收益將達78.4萬元。
該工程總造價為126萬元。根據計算，裝置運行19個月即可收回全部投資；而本裝置的設計運行壽命是8年以上。可見，采用活性炭纖維吸附回收裝置回收含二氯甲烷廢氣，不僅具有很好的環境效益，而且還具有顯著的經濟效益。
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。
