树脂吸附(fù)脱附
概(gài)述:树脂吸(xī)附脱附+冷凝回(huí)收技术是将(jiāng)吸附(fù)法和冷(lěng)凝法相(xiàng)结合的一种VOCs有机废气(qì)处理技(jì)术,该技术充分(fèn)发挥了两者(zhě)的优点(diǎn),具有净化效率高、处理指标稳定、树脂(zhī)损耗少、使用寿命长、高效能低损耗的(de)特点,处理成本(běn)低于活性(xìng)炭吸附回收(shōu)技术。
树(shù)脂吸附技术要求
一(yī)、基本要求:
1.1 树脂吸附处(chù)理技(jì)术适(shì)用于处(chù)理(lǐ)中、低风量有机废气,其中的有机物沸(fèi)点宜小于150℃,且(qiě)常温下为液态(tài)。
1.2 进入吸附装置的废气风(fēng)量宜(yí)低于10000m³/h;
1.3 进入吸附装置的废气温(wēn)度(dù)宜低于40℃。
1.4 进入吸附装置的颗粒物含量(liàng)宜低于1mg/m³。
1.5 目前(qián)在我国吸附树(shù)脂的生产技术也已经有了一定的提高,但各个厂家、不同型号(hào)的产品参差不齐(qí),性能差(chà)别大。在此(cǐ)规定吸附树(shù)脂的BET比(bǐ)表面(miàn)积应不(bú)小于(yú)1000m2/g、微孔(kǒng)体积不小于0.4ml/g、总孔体积不小于0.9ml/g;粒径(jìng)0.45-1.25mm之间大于(yú)95%;磨后圆球率大于95%;含水量为50-60%;湿密度0.68-0.7g/ml;pH值7.0-7.5。
二、工(gōng)艺设计要求
2.1 预处理
由于各个行业中产生(shēng)的(de)废气的性质千差万别,而吸附法对废气中的粉尘、气溶胶和一(yī)些引起(qǐ)吸附剂中(zhōng)毒的物(wù)质(zhì)要求严格,因此废气的预处理(lǐ)系统对吸附设备影响巨(jù)大。
在工业有机废气(qì)中(zhōng),通(tōng)常含有少量的粉尘,但(dàn)在有些工(gōng)艺废气中(zhōng)粉尘含量会很(hěn)高,在喷(pēn)涂废气(qì)中则含有大量的漆(qī)雾(wù)。颗粒物等通常(cháng)以气溶胶的状态存在(zài)。吸附系(xì)统(tǒng)对粉尘、漆(qī)雾和气(qì)溶胶非常敏(mǐn)感,会(huì)严重影响吸附系统的稳定运行。因此,在废(fèi)气进(jìn)入(rù)吸附器(qì)之前必须将粉尘、漆雾处理干净(jìng),并对气溶胶(jiāo)进行破坏。目前在我国的一些吸附(fù)法净化设备中,由于对废气的前处理重视不够或者预(yù)处理设备(bèi)使用不(bú)当,吸(xī)附器的效率很低,有(yǒu)些无法(fǎ)长时间使用。
废气预(yù)处理工艺主要(yào)有于法机(jī)械过滤和湿法喷淋吸收两种工艺,也可(kě)以(yǐ)采用(yòng)干法和湿法(fǎ)结合(hé)的组合工艺。
在喷涂(tú)、制药、精细化工、化纤生产等很多工艺(yì)所产生(shēng)的混(hún)合废气中,往往含有一些高(gāo)沸点的大分(fèn)子化合物,如电器(qì)喷涂废气中的二甲基戊酮(tóng)(沸点164°C),被吸附(fù)树脂吸(xī)附后(hòu)难以脱附而(ér)造成吸附树脂中毒(dú)。这些物质虽然含量不高,但被(bèi)吸(xī)附后难以解吸从而在(zài)吸附剂(jì)中积累(lèi),吸附树脂很(hěn)快就会中毒失效。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性(xìng)碳/树(shù)脂的预吸附装置去除。
一般预(yù)处理装置的压力损失(shī)不会超过1kPa,但采(cǎi)用布袋除尘器过滤时(shí),压力(lì)损失会超过1kPa。
2.2 吸附
在HJ/T386-2007《工(gōng)业废(fèi)气吸附净化设(shè)备》中,对吸附装置的基(jī)本性(xìng)能做出了原则性(xìng)的要求。
吸附层的气流(liú)风(fēng)速是固定(dìng)床吸附(fù)器设计的主要参数。由于不同类型吸附剂(jì)的吸附能(néng)力、吸附速(sù)率(lǜ)和吸附层的阻力差(chà)别很大,气(qì)流风速(sù)应根据吸附速度和(hé)吸(xī)附(fù)层(céng)的(de)阻力综合选择。吸附树脂颗粒粒径一般为0.4-1.2mm,在床层(céng)阻力低于(yú)2kPa的情况(kuàng)下,气流(liú)风速一般(bān)应在015-0.25m/s。
吸附(fù)剂用(yòng)量应根据一个吸附周期(qī)内吸(xī)附床层的(de)动态(tài)吸附量确定。动(dòng)态吸附量是(shì)由吸附剂的饱和(hé)吸附容(róng)量(liàng)、吸(xī)附速度(dù)、温度、压力和有机(jī)物的浓度等所决定的,一(yī)般应根据实验确定。在确定了(le)吸(xī)附周期和吸附剂的动态吸附量后(hòu),吸附剂的用量常用(yòng)希洛夫(Schieloef)公式或其它的(de)经验计算法进行计算。
吸附器的压力损失宜低于4.5kPa。在HJ/T386-2007《工业废(fèi)气吸附净化装置》中规定吸附装置的压(yā)力损失不大于2.5kPa。我(wǒ)们在实际应用中,特(tè)别是在使用2塔串联的吸(xī)附(fù)工(gōng)艺时,有时设计(jì)阻力会高于(yú)2.5kPa。根据目(mù)前吸附装置的实(shí)际应用情况,在(zài)此规定吸附(fù)装(zhuāng)置的(de)压(yā)力(lì)损失宜低于4.5kPa为宜。
2.3 吸附剂再生(shēng)
当使用水蒸气(qì)置换(huàn)再(zài)生时,一(yī)般采用低压水(shuǐ)蒸(zhēng)气,水蒸汽温度高,对设备(bèi)耐(nài)压要求高。根据(jù)经验一般考虑水蒸(zhēng)气的温度应低于140°C。
当吸附了有(yǒu)机(jī)化合物的吸附剂采(cǎi)用空气热(rè)气(qì)流吹(chuī)扫再生时(shí),在安(ān)全上存在很大的隐患。利(lì)用热气流再生吸附剂时(shí),实际上是一个非稳态过程(chéng)。如(rú)果进入吸附器的(de)热气流的(de)温度和风量(liàng)不变,由于开始时吸附剂中的(de)有机物较(jiào)多,吸附(fù)器尾气中(zhōng)的有机物浓度(dù)也较高,有可能超过其爆炸(zhà)极限下限的25%浓(nóng)度限制,造(zào)成爆炸的危险。因此(cǐ)关(guān)键是严格控(kòng)制进入吸附器的热气流的温度,开始阶段温度可(kě)以低一些,随(suí)着再生过程的推进,再(zài)生气流的温度可以适当提高。
2.4 安(ān)全措施
(1)由于有(yǒu)机废气易燃(rán)、易爆,在进行有机废(fèi)气治理装置(zhì)的工艺(yì)设(shè)计时(shí),安全措施是首先要进行考虑的因素。规(guī)定除了符合安(ān)全生产、事故(gù)防范的相关规(guī)定以外,工艺系(xì)统中必须安装事(shì)故(gù)自动报警装置。
(2)废(fèi)气(qì)治理系统与主(zhǔ)体(tǐ)生产装置之间、管道系统(tǒng)的适(shì)当位置,应安装可靠的阻火(huǒ)器,阻火器性能(néng)应按照HJ/T 389-2007中5.4的规定进行检(jiǎn)验。至少应(yīng)该在有机废气处(chù)理系统与主体生产装置之间安装(zhuāng)阻(zǔ)火器。
(3)风机、电机(jī)和(hé)置(zhì)于现场的电(diàn)气、电仪等应具(jù)有防爆功能。对于有机废(fèi)气(qì)的处理(lǐ)必须选用具有防爆功(gōng)能的风(fēng)机、电机(jī)和(hé)控制柜。
(4)由于吸附过程是(shì)一个放热过程,当处理高浓度有机废气时(shí),如(rú)果吸(xī)附器的散热效果(guǒ)不好,吸附(fù)器会(huì)有明显的温升。吸附器内温度(dù)升高不但会降低吸附剂的吸附效(xiào)果,还会造成着火和(hé)爆炸的危险。因此应(yīng)该常(cháng)备消防和防爆泄爆装置。实际上(shàng)对于(yú)一般低(dī)浓度的有机(jī)废(fèi)气的(de)吸附,吸(xī)附床的温升(shēng)往往是很低的。
(5)当采用惰性气(qì)体(tǐ)热气流吹扫方式再生时,根据经验,热气流的温度控制在150°C以下是相(xiàng)对比(bǐ)较(jiào)安全的。
(6)对于降压解吸工艺,对系统风机、真空解(jiě)吸泵和电气系统都(dōu)要求采用最(zuì)高防爆级别(bié),应采用符(fú)合GB3836.4要求的本安型(xíng)防爆(bào)器件。