树脂(zhī)吸附脱附
概述:树脂吸附(fù)脱附+冷凝(níng)回收技术是(shì)将吸附法和冷凝法(fǎ)相结合的一种VOCs有机废气处理技(jì)术,该技术充分发挥了两(liǎng)者的优点(diǎn),具有净化(huà)效率高、处(chù)理指标(biāo)稳定、树脂损耗少、使用(yòng)寿命长(zhǎng)、高(gāo)效能(néng)低损耗的特点,处理成本低于活性炭吸附回收技术。
树脂(zhī)吸附技(jì)术要求(qiú)
一、基本(běn)要(yào)求:
1.1 树脂吸附处理技术适(shì)用于处理(lǐ)中、低风量有机废气,其(qí)中的(de)有机物沸点宜小于150℃,且(qiě)常温下为液态。
1.2 进(jìn)入吸附装置(zhì)的废气风量宜低(dī)于10000m³/h;
1.3 进入吸附(fù)装置的废气温(wēn)度宜低于40℃。
1.4 进入吸附装置(zhì)的颗粒(lì)物含量宜低于1mg/m³。
1.5 目前在(zài)我国吸(xī)附树脂的生产技(jì)术也(yě)已经有了一定的提高,但各个厂家(jiā)、不同型号(hào)的产品(pǐn)参差不齐,性能差别大。在此规定吸(xī)附树脂的(de)BET比表面积(jī)应不小于1000m2/g、微孔体积不小于0.4ml/g、总孔体(tǐ)积(jī)不小于(yú)0.9ml/g;粒(lì)径0.45-1.25mm之间大于95%;磨(mó)后圆球率大于95%;含水量(liàng)为50-60%;湿密度0.68-0.7g/ml;pH值7.0-7.5。
二(èr)、工艺设计要求(qiú)
2.1 预处理
由(yóu)于各个行业中产生的废气(qì)的性质千(qiān)差万别,而吸(xī)附法对废气中的粉尘、气溶胶和一些(xiē)引起(qǐ)吸(xī)附剂中毒(dú)的物质要(yào)求(qiú)严格(gé),因此废气的预处理系(xì)统对吸附设备影响巨大(dà)。
在(zài)工业有机废气中,通常含有少量的粉尘,但在(zài)有(yǒu)些工艺(yì)废气(qì)中粉(fěn)尘含量会很高,在喷涂废气中则(zé)含有大量的漆雾。颗粒物(wù)等(děng)通常以气溶(róng)胶的状态存在(zài)。吸附系统对粉尘(chén)、漆雾和气溶胶非常敏(mǐn)感,会严重影(yǐng)响吸附系统的稳(wěn)定运行。因此(cǐ),在废(fèi)气进入(rù)吸附器之前必须将粉尘、漆雾(wù)处理干净,并对(duì)气溶胶进行破坏(huài)。目前在我国的一(yī)些吸附法净(jìng)化设(shè)备中,由于对废气的前处理重视不(bú)够(gòu)或者预处理设备使(shǐ)用不当,吸附(fù)器(qì)的效率很(hěn)低,有些无法(fǎ)长时间使(shǐ)用。
废(fèi)气预处理工艺主(zhǔ)要有于法机械过滤和湿法喷淋吸收两种工艺,也可以采用干法(fǎ)和湿法结合的组合工艺。
在(zài)喷(pēn)涂、制药(yào)、精细化工、化(huà)纤生产等(děng)很多工艺所产生的混(hún)合废气(qì)中,往(wǎng)往(wǎng)含有一些(xiē)高沸(fèi)点(diǎn)的(de)大分子(zǐ)化合物,如电器(qì)喷涂废气中的二(èr)甲基戊酮(沸点164°C),被吸附树脂吸(xī)附(fù)后难以脱附而造成吸附树脂中毒。这些物质(zhì)虽然含量不高,但被吸附后难以(yǐ)解吸从而(ér)在(zài)吸附(fù)剂(jì)中积累,吸附树脂(zhī)很快就(jiù)会中毒失效。高沸(fèi)点的大(dà)分子有(yǒu)机化合物在生产前(qián)端(duān)通过强化冷凝或采用活性碳/树脂的(de)预吸附装置去除。
一般预处理装(zhuāng)置的压(yā)力损失不会超过1kPa,但(dàn)采用布袋(dài)除尘器过滤时,压(yā)力损失(shī)会超过1kPa。
2.2 吸附
在(zài)HJ/T386-2007《工业废气吸附净化设备》中,对吸附装置的基本(běn)性能做(zuò)出(chū)了原则性的要求。
吸(xī)附层(céng)的气流风(fēng)速是固定床吸附器设计(jì)的(de)主(zhǔ)要参数。由于不同类型(xíng)吸附剂的吸附能力(lì)、吸附速率和吸附层的阻力(lì)差(chà)别(bié)很大,气流(liú)风(fēng)速应根据(jù)吸附速度和吸附层的阻力综(zōng)合选择(zé)。吸附树脂(zhī)颗粒粒径一(yī)般为0.4-1.2mm,在床层阻力低于2kPa的情况下,气流风(fēng)速一(yī)般应在015-0.25m/s。
吸附剂用(yòng)量应根(gēn)据一个吸附周期内吸附床层的动态吸附量确定。动(dòng)态吸(xī)附(fù)量(liàng)是(shì)由吸附剂(jì)的饱和吸附容(róng)量、吸附速(sù)度(dù)、温度、压力和有(yǒu)机物的浓度等所决定(dìng)的,一般应根据(jù)实(shí)验确定。在确定了吸附周(zhōu)期和(hé)吸附剂的动态(tài)吸附量后,吸附剂的用量常用(yòng)希洛夫(Schieloef)公式或(huò)其(qí)它的(de)经(jīng)验计算法(fǎ)进行计算。
吸附器的压力损失宜低于4.5kPa。在HJ/T386-2007《工业废气吸附净化装置》中规定吸附装(zhuāng)置(zhì)的压力损失不大于2.5kPa。我们在实际(jì)应(yīng)用中,特别是(shì)在使用2塔串联的(de)吸附工艺(yì)时,有时设计阻(zǔ)力(lì)会高(gāo)于2.5kPa。根据目前吸附装置的实际应用(yòng)情况,在(zài)此规(guī)定吸附装置(zhì)的(de)压(yā)力(lì)损失宜低于4.5kPa为(wéi)宜。
2.3 吸(xī)附(fù)剂再生
当使(shǐ)用水蒸气(qì)置换(huàn)再生时,一般采用低压水蒸气(qì),水蒸(zhēng)汽温度高,对设备耐(nài)压要(yào)求高。根据经验一般考(kǎo)虑水蒸气的(de)温(wēn)度应低(dī)于140°C。
当吸附了有机化合(hé)物的(de)吸附剂采用空气热气流吹扫(sǎo)再生时,在安全上存在很大的隐患(huàn)。利(lì)用热气流再生吸附剂时,实际上是一(yī)个非稳态过程。如果进入吸附器的热气流的温(wēn)度(dù)和风量(liàng)不变,由于(yú)开(kāi)始(shǐ)时(shí)吸附剂(jì)中的有机物较(jiào)多,吸附器尾气中的有(yǒu)机(jī)物浓(nóng)度也较高,有可能超过其爆炸(zhà)极限下限(xiàn)的25%浓度限制,造成爆(bào)炸(zhà)的危险。因此关键(jiàn)是严格控(kòng)制进入吸(xī)附器的(de)热(rè)气流的温度,开始阶段温度可以低(dī)一(yī)些(xiē),随着再(zài)生过程的推进,再生气流的温(wēn)度可以适当(dāng)提高。
2.4 安全措施
(1)由于有(yǒu)机废气易燃(rán)、易爆,在进行有机废气治理装置的工(gōng)艺设计时,安全措施是首先要(yào)进行考虑的因素(sù)。规(guī)定除(chú)了符(fú)合安(ān)全生产、事故防范的相(xiàng)关规(guī)定以(yǐ)外,工(gōng)艺(yì)系统中必须安装事故自动报警(jǐng)装置。
(2)废(fèi)气治理系统与主体生产装置之间、管道系统的适当位置,应安装可靠的阻火(huǒ)器,阻火器性能应按照HJ/T 389-2007中(zhōng)5.4的规定进行(háng)检验(yàn)。至(zhì)少(shǎo)应(yīng)该在有机废气处理系统(tǒng)与主体生(shēng)产装置之间(jiān)安装阻火器。
(3)风机、电机和置于现场的电气、电仪等应具有防爆功能。对于(yú)有机废气(qì)的处理必须选用具(jù)有防爆功能(néng)的风机、电机和控制(zhì)柜。
(4)由于吸附过程(chéng)是一个放热过(guò)程,当处理高浓(nóng)度有机(jī)废气(qì)时,如果吸附器的散热效果不好,吸附器(qì)会(huì)有明显(xiǎn)的温升(shēng)。吸附(fù)器内温度升高不但会(huì)降低吸附剂的吸附效果(guǒ),还会(huì)造成(chéng)着(zhe)火和爆炸的危险。因此(cǐ)应(yīng)该常备消(xiāo)防和防(fáng)爆泄爆装置。实际上对于一般低浓度(dù)的有机(jī)废气的吸(xī)附,吸附床的(de)温升往往是很低的。
(5)当采用惰性(xìng)气(qì)体热气(qì)流吹扫方式再生时,根(gēn)据(jù)经验(yàn),热气(qì)流的温度控制在150°C以下是相对(duì)比较(jiào)安全的。
(6)对于降压(yā)解吸(xī)工艺,对系(xì)统风机、真(zhēn)空解吸泵和电气系统(tǒng)都要(yào)求采用最(zuì)高(gāo)防爆级别,应采用符合(hé)GB3836.4要求的本(běn)安型防爆器件。