树(shù)脂吸附脱附(fù)
概述:树脂吸附脱(tuō)附+冷凝回收技术是将吸附法和冷凝法相(xiàng)结合的一种VOCs有(yǒu)机废气处理技术,该技(jì)术充分发挥(huī)了两者(zhě)的优点,具有净化(huà)效率高(gāo)、处理指标稳定、树脂损耗少、使用寿(shòu)命长、高效能低损耗(hào)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、基本(běn)要求:
1.1 树(shù)脂吸(xī)附处理(lǐ)技术适用于处理中、低风量有(yǒu)机废气,其中的有机物沸点宜小于150℃,且常温下为液态。
1.2 进入(rù)吸附装置(zhì)的废气风量宜低于(yú)10000m³/h;
1.3 进入吸附装置的废气温度(dù)宜低于40℃。
1.4 进入(rù)吸附装置的颗粒物(wù)含量宜低于1mg/m³。
1.5 目前(qián)在我(wǒ)国吸附树脂(zhī)的生产技术(shù)也已经有了一定的(de)提高,但各个厂家、不同型号的产品参差不齐(qí),性能差别(bié)大。在此规(guī)定吸附树脂的BET比表面(miàn)积应不小于1000m2/g、微孔体(tǐ)积不小于0.4ml/g、总孔体积不小于0.9ml/g;粒径0.45-1.25mm之间大于(yú)95%;磨后(hòu)圆球率大于(yú)95%;含水量(liàng)为50-60%;湿(shī)密度0.68-0.7g/ml;pH值7.0-7.5。
二、工艺设计要求
2.1 预处理
由于各个行业中产生的废气的性质千差(chà)万别,而吸(xī)附法对废气中的粉尘、气溶胶和一(yī)些引起吸(xī)附剂中毒的物质要(yào)求严(yán)格,因此废(fèi)气的(de)预处理系统对(duì)吸附设备影响巨(jù)大。
在工业有机废气中,通常含有(yǒu)少量的粉尘,但在(zài)有些工艺废气中(zhōng)粉尘含量会很高,在喷涂废(fèi)气中则含有大量的(de)漆(qī)雾。颗粒物等(děng)通常(cháng)以气溶胶的状态存在(zài)。吸附系统对粉尘、漆(qī)雾和(hé)气溶胶非常敏感,会严重影响吸附系统的稳定运(yùn)行。因此,在废(fèi)气进入(rù)吸附器之前必须将粉(fěn)尘、漆(qī)雾处理干净,并对气(qì)溶胶进行破坏(huài)。目前(qián)在我国的一些(xiē)吸附(fù)法净化设备(bèi)中,由于对废气的前处理(lǐ)重视不够或者预处理设备(bèi)使用(yòng)不当,吸附器的(de)效(xiào)率(lǜ)很低,有些(xiē)无法长时间使用。
废气预(yù)处理工(gōng)艺主要有于法机械过滤和湿法喷淋吸收两种工(gōng)艺,也可以采用(yòng)干(gàn)法和(hé)湿法(fǎ)结合的组合工(gōng)艺。
在喷(pēn)涂、制药(yào)、精细化工、化(huà)纤生(shēng)产(chǎn)等很多工艺所产生的混合废气(qì)中,往往含有一些高沸点的大(dà)分(fèn)子化(huà)合物(wù),如电(diàn)器喷(pēn)涂废气(qì)中的二甲基戊酮(沸(fèi)点164°C),被吸附树脂吸附后难以脱附而造成(chéng)吸附树脂中毒(dú)。这些物质虽然(rán)含量不高,但被吸(xī)附(fù)后难以解吸从(cóng)而在吸附剂中积累,吸附树脂很快就(jiù)会中毒失效。高沸点的大分子(zǐ)有机化合(hé)物在(zài)生产前端通过强化冷凝或(huò)采用活性碳/树(shù)脂的预吸附装置去除。
一般预(yù)处(chù)理装置(zhì)的压力损失不会超过1kPa,但采用布袋除尘器(qì)过(guò)滤时,压力(lì)损失会超过(guò)1kPa。
2.2 吸(xī)附
在HJ/T386-2007《工业(yè)废气吸附净(jìng)化(huà)设备》中,对吸附装置的基本性能做出了(le)原则性的要求。
吸附层的气流风速是(shì)固定床吸附器(qì)设计的主要参(cān)数。由于不同类型吸(xī)附剂的吸附能力、吸附速率(lǜ)和吸附层(céng)的阻力差别(bié)很大,气流风速(sù)应(yīng)根据吸附速度和吸附层的阻(zǔ)力综合(hé)选择(zé)。吸(xī)附树脂(zhī)颗粒粒径一(yī)般为(wéi)0.4-1.2mm,在床层阻(zǔ)力低于2kPa的情况下,气(qì)流风速(sù)一般应(yīng)在015-0.25m/s。
吸附剂用量应根据(jù)一个吸附周期内吸附床层(céng)的动态吸附量确定(dìng)。动态吸附量是由吸(xī)附剂(jì)的饱和吸附容(róng)量、吸(xī)附速度、温(wēn)度、压力和有机物的浓度等所决定的,一般应(yīng)根据实验确定。在确定了(le)吸附周期和吸附(fù)剂的(de)动态吸附量后,吸附剂的用(yòng)量常用希(xī)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《工业废气吸附净(jìng)化装置》中规定吸附装置的压力损失不大于(yú)2.5kPa。我(wǒ)们在实(shí)际应用中,特别是在使用2塔串联的吸附工艺时(shí),有时设(shè)计阻力会高于2.5kPa。根据目前吸附装置的实(shí)际应用情况,在此规定吸附装置的压(yā)力损失宜低于4.5kPa为宜(yí)。
2.3 吸附(fù)剂再生(shēng)
当使用(yòng)水蒸气置换再生时(shí),一般采用低压水蒸气,水蒸汽温度高,对设备耐压要求高。根据经验一般考虑水蒸气(qì)的(de)温度应低(dī)于(yú)140°C。
当吸附了有机化(huà)合物的吸(xī)附剂采(cǎi)用空气热气流吹扫再(zài)生时,在安全上(shàng)存在很大的隐患。利(lì)用热(rè)气流再生吸附剂时,实际上是一个非稳态过程。如(rú)果进入吸附器的热气流的温度(dù)和风量不变,由于开(kāi)始时吸附剂中的有机物较多,吸附器尾气中的有机物浓度也较高,有可能超过其爆炸极限下限的25%浓度限制,造成爆炸(zhà)的(de)危险。因此(cǐ)关(guān)键(jiàn)是严格控制进入(rù)吸(xī)附器的热气流(liú)的温(wēn)度(dù),开(kāi)始阶段温度可以低一(yī)些,随着再(zài)生过程(chéng)的推进(jìn),再(zài)生气流的(de)温度可以适当提高。
2.4 安全措施
(1)由于有机废气(qì)易燃、易爆(bào),在进行有机(jī)废气治理(lǐ)装置(zhì)的工艺设计时,安(ān)全(quán)措施是首先要进行考虑的因素。规定除了符(fú)合安全生产(chǎn)、事故防范的相(xiàng)关规定以外(wài),工(gōng)艺系统中必须安装事故自动报警(jǐng)装(zhuāng)置。
(2)废(fèi)气治理系统与(yǔ)主体生产(chǎn)装(zhuāng)置(zhì)之间、管道(dào)系(xì)统的适当位置,应安(ān)装可(kě)靠的阻火器(qì),阻火器性(xìng)能应按(àn)照HJ/T 389-2007中5.4的规定进行检验(yàn)。至少应该在有机废气处理(lǐ)系统与主体生产装置之间安装阻火器。
(3)风(fēng)机、电(diàn)机和置于现场的电气、电仪(yí)等应具(jù)有防爆(bào)功能。对于有机废气的处理必(bì)须选用具有防爆功(gōng)能的风机(jī)、电机(jī)和(hé)控制柜。
(4)由于吸附过程是一个放热过程,当处(chù)理(lǐ)高浓度有(yǒu)机废气时,如(rú)果吸附器的散热效果不好,吸附(fù)器会有明(míng)显的温升(shēng)。吸附器内温度升高不但会降低吸附剂的吸(xī)附效果,还会造成着火和爆炸的危(wēi)险(xiǎn)。因此应该常备消防(fáng)和防爆泄爆装置。实际上(shàng)对于一般(bān)低浓度(dù)的有机废气的吸(xī)附,吸(xī)附床的(de)温升往往是(shì)很低的。
(5)当(dāng)采用(yòng)惰性气体(tǐ)热(rè)气(qì)流吹(chuī)扫方式再生(shēng)时,根据经验,热气流的温度控(kòng)制在150°C以下是相对(duì)比(bǐ)较安全(quán)的。
(6)对于降(jiàng)压(yā)解(jiě)吸工艺,对系统风机(jī)、真空解吸泵和(hé)电气系统(tǒng)都要(yào)求采(cǎi)用最高防(fáng)爆级别,应(yīng)采用符合GB3836.4要求的本安型防爆器件。