树脂吸附(fù)脱附
概述:树(shù)脂吸附(fù)脱(tuō)附(fù)+冷凝回收技术(shù)是将(jiāng)吸附法(fǎ)和冷凝法相结合的(de)一种(zhǒng)VOCs有机废气处理技术,该技术充分发挥了两者的优(yōu)点(diǎn),具有(yǒu)净化效率高、处理指标稳定、树脂(zhī)损耗少(shǎo)、使用寿(shòu)命长、高效能低(dī)损耗的特点,处理成本低于活性炭吸附回收技术。
树脂吸附技术要求
一、基(jī)本要求:
1.1 树脂(zhī)吸附(fù)处理技术适用于处理中、低风量有机废气,其中的有机物沸点宜(yí)小于150℃,且常温下为液态。
1.2 进入吸附(fù)装置的废气(qì)风量宜低于10000m³/h;
1.3 进入(rù)吸附装置的废气温度(dù)宜(yí)低于40℃。
1.4 进入吸附装置的颗(kē)粒物含(hán)量宜低(dī)于(yú)1mg/m³。
1.5 目前在我国吸(xī)附树脂的生产技(jì)术(shù)也已经有了一定的(de)提高,但各个(gè)厂家、不同型(xíng)号(hào)的(de)产(chǎn)品参差不齐,性能差别大。在此规定吸附树(shù)脂(zhī)的BET比表面积(jī)应不小于(yú)1000m2/g、微(wēi)孔体积不小(xiǎo)于(yú)0.4ml/g、总孔体积不(bú)小于(yú)0.9ml/g;粒径0.45-1.25mm之间大于95%;磨后圆球率大于95%;含水量为50-60%;湿密(mì)度0.68-0.7g/ml;pH值(zhí)7.0-7.5。
二、工(gōng)艺(yì)设(shè)计(jì)要(yào)求(qiú)
2.1 预处理
由于各个(gè)行(háng)业中产生的废气的性质(zhì)千差万别(bié),而吸(xī)附法对废气中(zhōng)的粉尘、气溶胶和(hé)一些引起吸附剂中(zhōng)毒的物(wù)质要求严(yán)格(gé),因此废气的预处(chù)理系统对(duì)吸附设(shè)备影(yǐng)响巨大。
在(zài)工业有机废气(qì)中,通常含有少量的粉尘(chén),但(dàn)在(zài)有些工艺废气中粉(fěn)尘含(hán)量会很高,在(zài)喷涂废(fèi)气中(zhōng)则(zé)含有(yǒu)大量(liàng)的漆(qī)雾。颗(kē)粒物等通常以气溶(róng)胶的状态存在。吸(xī)附系统对(duì)粉尘、漆雾和气溶胶非常敏感,会严重影响吸(xī)附系统(tǒng)的稳定运行。因此,在废气进(jìn)入吸(xī)附器之前必须将(jiāng)粉尘、漆雾处理干净,并对(duì)气溶胶进行破(pò)坏。目前在我国的一些吸附法净化设备中,由(yóu)于对废气的(de)前处理(lǐ)重视(shì)不够或者预处理设备使用不当,吸附(fù)器的效率很低,有些(xiē)无法长时间使用。
废气预(yù)处理工(gōng)艺主要有于(yú)法机械过滤(lǜ)和湿法喷淋吸收(shōu)两种工艺,也可以采用干法和(hé)湿法结(jié)合(hé)的组合工艺(yì)。
在喷(pēn)涂、制药、精细化工、化纤生产等很(hěn)多工(gōng)艺所产(chǎn)生的混合废气中(zhōng),往往(wǎng)含有一些高沸点的大分子(zǐ)化合物(wù),如电器喷涂废气中的二甲基戊酮(沸点164°C),被吸附树脂吸附后难以脱附而造成吸(xī)附树脂中毒。这些(xiē)物质虽然含量不高,但被吸附(fù)后(hòu)难以解吸从而在吸附剂中积累,吸(xī)附树脂(zhī)很快就会中毒失(shī)效。高沸点的大分子有机化合物在生产前端通过强化冷凝或采用活(huó)性碳/树脂的预吸附装置去(qù)除。
一般预处理装置的压力损(sǔn)失不会超(chāo)过1kPa,但采(cǎi)用布袋除尘器过(guò)滤时(shí),压力损失会超过1kPa。
2.2 吸附
在HJ/T386-2007《工业废气吸附净化设(shè)备》中(zhōng),对吸附装置的基本性能做出了原则性的要求。
吸(xī)附层的气流风速是固定床吸附器设计的主要参数。由于不同类(lèi)型吸附剂的(de)吸附能力、吸附(fù)速率和(hé)吸附层的阻力(lì)差别很大,气流风(fēng)速应根据吸附速度和吸附层(céng)的阻力综合选(xuǎn)择。吸附树脂颗粒粒径(jìng)一般为0.4-1.2mm,在床层阻力低于2kPa的情况下,气流(liú)风速(sù)一般应在015-0.25m/s。
吸附剂用量应根据一个吸(xī)附周期(qī)内(nèi)吸附床层的动(dòng)态(tài)吸附量确定。动态吸附量是由吸附剂的饱和吸附容量、吸(xī)附速度、温度、压力和有机(jī)物的浓度等所决定的,一般应根据实(shí)验确定。在确定(dìng)了吸附周期和吸附(fù)剂的(de)动态(tài)吸附量后,吸附剂的用(yòng)量常用(yòng)希洛夫(Schieloef)公式或其它的经验计算法进行(háng)计(jì)算。
吸附器的压力损失(shī)宜(yí)低于4.5kPa。在(zài)HJ/T386-2007《工业废气吸附净化装置》中规定吸附装置的压力损(sǔn)失不大于2.5kPa。我们(men)在(zài)实际应(yīng)用中,特(tè)别是在使用(yòng)2塔串联(lián)的吸附工艺时,有(yǒu)时(shí)设计(jì)阻力会高(gāo)于2.5kPa。根据目前吸附装置的实际应用(yòng)情况,在此(cǐ)规定吸(xī)附装置的(de)压(yā)力损(sǔn)失宜低于(yú)4.5kPa为宜。
2.3 吸附(fù)剂(jì)再生
当使用水(shuǐ)蒸(zhēng)气置换再生(shēng)时,一般采用低压水蒸(zhēng)气,水(shuǐ)蒸汽(qì)温度(dù)高(gāo),对设(shè)备耐压要(yào)求高。根(gēn)据经验一(yī)般(bān)考虑水蒸气(qì)的温(wēn)度应低于140°C。
当(dāng)吸附了有机化(huà)合物的吸附(fù)剂采用空气(qì)热气(qì)流吹扫再生时,在安全上(shàng)存在很大的(de)隐患。利(lì)用(yòng)热气流再生吸附剂时,实际(jì)上是一个非稳态过程(chéng)。如果进入(rù)吸附器(qì)的热气流的温(wēn)度和风量不变(biàn),由于开(kāi)始时(shí)吸附剂中的有(yǒu)机(jī)物(wù)较多,吸(xī)附器(qì)尾气中(zhōng)的有机物(wù)浓度(dù)也较高,有可能超过其(qí)爆炸极限下限的(de)25%浓度限制(zhì),造(zào)成爆(bào)炸的(de)危(wēi)险(xiǎn)。因此关键是严格控制进入吸附器(qì)的热气(qì)流(liú)的(de)温度,开始阶段温度可以低(dī)一些,随着再生过程的推进(jìn),再(zài)生气流的(de)温(wēn)度可(kě)以适当提高。
2.4 安全措施
(1)由于有机废气易燃、易爆,在进行(háng)有机废气治理装置的工艺设计时,安全(quán)措施是首先要进(jìn)行考虑的因素。规定除了符(fú)合安(ān)全生产、事故(gù)防范的相关规定以外(wài),工艺(yì)系统中必须安装事故自动报警装置。
(2)废气治理系(xì)统与(yǔ)主体生产装(zhuāng)置之间、管道系统的适当(dāng)位(wèi)置,应安装可靠的阻(zǔ)火器,阻火器(qì)性能应按照HJ/T 389-2007中5.4的规定进行检验。至少应该在有机废(fèi)气处理系统与主体生产装置(zhì)之间安装阻火器。
(3)风机、电机(jī)和置于(yú)现场的电(diàn)气、电仪等应具有防爆(bào)功能。对于有机废气的处理必须选(xuǎn)用具有防爆功能的风机、电机和(hé)控(kòng)制柜。
(4)由于吸(xī)附过程是一个放(fàng)热(rè)过程,当处理高浓度有机废(fèi)气时,如果吸附器的散热效果不好,吸附器会有明显(xiǎn)的(de)温升。吸(xī)附(fù)器(qì)内温度升高不但(dàn)会降低(dī)吸附剂(jì)的吸附效果,还会(huì)造成着火和爆炸的危险(xiǎn)。因此应该常备消(xiāo)防和防爆泄爆装置。实际上(shàng)对于一般低浓度的有机废气的吸附,吸附床的(de)温升往往(wǎng)是很(hěn)低的。
(5)当采用惰性气体热(rè)气流吹扫方式再生时,根据经验,热气(qì)流的(de)温度控制在(zài)150°C以下是相对比较安全的。
(6)对于降压解(jiě)吸工艺,对(duì)系(xì)统风机、真空解吸(xī)泵和电气(qì)系统都要求采用最(zuì)高防爆(bào)级别,应采用符合GB3836.4要求的本安型防爆(bào)器件(jiàn)。