回收涂布生产废气中甲苯的新型装置

回收涂布生产废气中甲苯的新型装置2008-08-2111:14:53环搜网()浏览：638跟帖0条摘要：文章介绍了从涂布生产废气中回收甲苯的新型自动化回收工艺和装置。与传统的颗粒活性炭装置相比，该装置由于采用了性能优越的吸附材料和先进的工艺设计，使甲苯的回收率达95%以上，而且回收的甲苯品质好，可以直接作为原料使用，实现了清洁生产和废气资源化，收到了很好的环境效益和经济效益。1.前言在我国的长江、珠江三角洲等地区，分布着大量的涂布、胶粘带等行业的生产厂家，这些厂家使用的原料胶中含有大量的甲苯，有些含量达80%以上。在生产过程中，这些甲苯均以废气的形式直接排向大气，排放浓度多在2000～3000mg/m3。据测算，一条普通的涂层布生产线，每天排放的甲苯可达1～3t。据调查，这样的生产线在长江、珠江三角洲地区就达1000多条。作为致癌物质的甲苯大量排向大气，不仅严重污染了环境，而且造成了资源的极大浪费。传统的甲苯回收装置多是采用颗粒活性炭作为吸附剂。由于颗粒活性炭固有的缺点和回收装置设计上的问题，使得甲苯的回收成本较高（回收1t甲苯约需1800元）、回收率较低（最高为80%左右）、品质差，大都不能直接作为配胶原料继续使用。针对这些问题开发出的新型工业有机废气自动化回收装置和专门用于从涂布生产废气中回收甲苯的工艺，可使甲苯的回收率达95%以上，而且运行成本较低，回收1t甲苯只需1200元左右，回收的甲苯品质也好，可以直接作为生产原料使用，实现了废物的资源化。2.回收装置及工艺2.1回收装置系统工业有机废气自动化回收装置对传统的有机溶剂吸附回收工艺进行了彻底的改造，在工艺的核心部分——吸附材料的选择上，以性能优越的活性炭纤维代替了性能较差的普通颗粒活性炭；在吸附器的设计上参考了环式吸附器结构，设计了一种组合式的吸附器。结合实际生产过程，采用了连续的吸附-脱附-再生操作程序。在甲苯回收工程中，设计选用了三箱吸附系统。工艺流程如图1所示。2.2装置运行程序由图1可以看出，3个吸附器共用一套管路系统，运行时可相互切换。含甲苯的废气经过预处理后依次进入3个吸附器，当吸附器1吸附饱和后，切换到吸附器2吸附，吸附器2吸附饱和后，再切换到吸附器3吸附；脱附-干燥再生工序也是依次进行。运行时，含甲苯的废气由吸附器下部进入。在吸附器内，废气穿过活性炭纤维，其中的甲苯被活性炭纤维吸附下来，净化后的气体由吸附器顶部排出。脱附介质采用水蒸汽，由吸附器顶部进入，穿过活性炭纤维，将被吸附浓缩的甲苯脱附出来并带出吸附器带入冷凝器。经过冷凝，甲苯和水蒸汽的混合物被冷凝下来流入分层槽。在分层槽内，甲苯和冷凝水分离回收，冷凝水排入污水管道。吸附器完成脱附并经干燥再生后，继续进行吸附。该循环系统连续运行。系统运行过程中所有的动作切换，均由PLC系统自动完成，整个系统运行无人值守。3.新装置的高性能分析3.1选用高性能的有机废气吸附材料吸附材料的优劣，直接关系到回收率的高低、回收品的品质和运行成本。工业上对吸附材料的要求是，必须有大的比表面积（尤其是有效比表面积）、高的孔隙率、均匀的孔径，而且要求脱附后污染物的残留量尽可能地少。颗粒活性炭比表面积一般为700～1000m2/g，其当量直径多为几毫米甚至十几毫米，微孔孔道长，而且孔径大小不均一，除小孔外，还有0.001～0.01μm的中孔和0.5～5μm的大孔。活性炭纤维比表面积达1000～2500m2/g。由于其微孔都开在纤维细丝表面，因而孔道极短，与颗粒活性炭比相差2～3个数量级。同时，孔径均一，绝大多数为特别适合气体吸附的0.002μm左右的小孔，因而具有更大的有效比表面积。根据Langmuir吸附理论，吸附剂的吸附容量与它的比表面积成正比。由于活性炭纤维孔道极短，使得活性炭纤维吸附容量大，吸附和脱附速率高。它的吸附容量是普通颗粒活性炭的1～40倍，吸附速率是颗粒活性炭的10～100倍。许多工程实践也都证明，活性炭纤维的吸附回收率可达92%～98%，而且使用寿命长，在同等条件下，是普通颗粒活性炭的3～4倍，大大延长了吸附剂的更换周期，从而使设备的年均投资也大为降低。活性炭纤维与颗粒活性炭对几种有机物的平衡吸附量的比较见表1。表1对几种有机物平衡吸附量的比较有机物名称吸附材料丁硫醇苯甲苯三氯乙烯苯乙烯乙醛活性炭纤维(w%)430049471355852颗粒活性炭(w%)11735305434133.2合理的吸附工艺和装置工业有机废气自动化回收装置采用了特殊的组合设计，与普通的颗粒活性炭吸附装置相比，该设备体积小、重量轻。吸附剂的用量，由原来的数吨甚至数十吨减少到几百公斤，即使是大型的吸附装置，吸附剂用量也仅为1吨左右。因此，该装置的运行阻力较小，基本无温升，而且不需要颗粒活性炭装置的复杂工序（如抽真空等），运行费用也大大降低，运行更加可靠。4.运行结果和效益该装置安装在某涂布生产厂，该厂排放废气量约为15000m3/h，甲苯浓度为2350mg/m3左右。对装置运行情况的现场测试结果见表2。表2装置运行现场测试结果测量序号项目12345废气流量(m3/h)1497615010149601496614970进口甲苯浓度(mg/m3)25482496258526082498出口甲苯浓度(mg/m3)384210410034甲苯净化效率98.5198.3295.9896.1798.64(%)甲苯平均净化效率(%)97.52该装置运行半年时间，运行状况良好，甲苯回收率一直保持在95%以上。回收量约为850kg/d。若按每年运行300d计算，一年可回收甲苯约255t。目前市场上甲苯售价约为8000元/t，则该装置每年回收甲苯的效益约为204万元。除去运行费用，每年净收益将达160多万元。该工程总造价为150万元，装置运行不到一年即可收回全部投资，而该装置的设计运行寿命是10年。由此可见，采用工业有机废气自动化回收装置回收废气中的甲苯，不仅具有很好的环境效益，而且还具有显著的经济效益。参考文献:[1]时钧,余国棕等.化学工程手册[M].北京：化学工业出版社，1996.[2]赵毅李守信.有害气体控制工程[M].北京化学工业出版社2001.[3]刘天齐等.三废处理工程技术手册(废气卷)[M].北京：化学工业出版社，1999[4]贺福，王茂章.碳纤维及其复合材料[M].北京：北京科学出版社，1997.利用活性炭纤维有机废气吸附回收装置治理二氯甲烷废气2008-08-2111:17:42环搜网()浏览：317跟帖0条摘要：许多石化、化工生产过程中排放大量有机废气，浪费了资源，污染了环境。在感光胶片的生产过程中有大量的二氯甲烷废气排出，我们利用活性炭纤维有机废气吸附回收装置对其进行了治理，取得了显著的效果，不仅获得了很大的经济效益，而且收到了显著的环境效益。许多石化、化工生产过程中排放大量有机废气，浪费了资源，污染了环境。在感光胶片的生产过程中有大量的二氯甲烷废气排出，我们利用活性炭纤维有机废气吸附回收装置对其进行了治理，取得了显著的效果，不仅获得了很大的经济效益，而且收到了显著的环境效益。1.活性炭纤维有机废气吸附回收装置系统简介1.1装置系统活性炭纤维有机废气吸附回收装置是利用活性炭纤维做吸附材料，参考了BTP环式吸附器结构[1]，设计了一种组合式的吸附器。结合实际生产过程，设计上采用了连续的吸附——脱附——再生操作程序，在二氯甲烷废气的治理工程中，设计采用了三箱吸附系统。工程设计的工艺系统如图1所示。1.2吸附材料——活性炭纤维（ACF）的优点工业上对吸附材料的要求是具有大的比表面积，高的孔隙率，大的吸附容量，均匀的孔径和较短的孔道，只有这样，才能保证吸附剂有良好的吸附性能，大的吸附容量和较好的脱附性能。这样才能满足对气体净化的要求，另外，吸附剂的劣化，直接影响着吸附剂的使用寿命。在传统的有机废气吸附净化中采用的是普通颗粒活性炭，由于颗粒活性炭比表面相对较小，孔道长，不仅吸附容量小，而且脱附性能差，使用过程中劣化速度快，使用寿命短。而活性炭纤维在诸多方面都比普通颗粒活性炭具有明显的优势。表1列出了两种活性炭的主要差别。由表1可以看出，活性炭纤维的比表面积远大于颗粒活性炭，不仅如此，由于颗粒活性炭的孔径较长，加之孔径分布不均匀，可供利用的有效比表面积占总比表面积的比例更远低于活性炭纤维，因此，活性炭纤维的吸附容量是颗粒活性炭的1～40倍[1]。而且吸附时炭纤维很短的时间即可达到吸附饱和，脱附速度快，脱附后残留量少，使得活性炭纤维的使用寿命是颗粒活性炭的3～5倍。由此可见，用活性炭纤维做吸附材料远优于颗粒活性炭。活性炭纤维（ACF）2008-08-2010:50:48环搜网()浏览：243跟帖0条摘要：活性炭纤维是新一代高效活性吸附材料和环保功能材料，是活性炭的更新换代产品。较高的技术含量和较高的产品附加值是其主要特征，可使吸附装置小型化，吸附层薄层化，吸附漏损小，效率高，节能经济，可以完成颗粒活性炭无法实现的工作，是任何其它类型的活性炭纤维无法比拟的，性能出类拔萃的活性吸附材料和环保工程材料。产品结构活性炭纤维（ACF）是用天然纤维或人造有机化学纤维经过碳化制成。其主要成份由碳原子组成。碳原子主要以类似石墨微晶片、乳层堆叠的形式存在。ACF另一引人注目的结构是具有发达的比表面积，丰富的微孔径。一般活性炭纤维（ACF）的比表面积可达1000-1600m2/g，微孔体积90%左右，其微孔孔径为10A-40A。产品性能1、吸附容量大：对有机气体恶臭、腥臭物质（NO、NO2、SO2、H2S、NH3、CO、CO2）吸附量比颗粒和粉状活性炭大20-30倍。对水溶液中的无机物、燃料、有机物质及重金属离子吸附量比颗粒、粉状活性炭高5-6倍。对微生物及细菌有优良的吸附能力。（如大肠杆菌的吸附率可达94%-99%）。对低浓度吸附质的吸附能力特别优良。如对PPM吸附仍保持很高的吸附量。而GAC吸附材料往往在低浓度吸附能力大大降低。2、吸附速度快：对气体的吸附一般在数十秒至数分钟达到吸附平衡，比GAC高2-3个数量级。3、脱附速度快、易再生：用120℃-150℃热空气加热10-30分钟即可完全脱附。在多次吸附过程中，仍然保持原有的吸附性能。4、耐温性能好：在惰性气体中耐高温1000℃以上，在空气中着火点达500℃。5、耐酸、耐碱，具有良好的导电性能和化学稳定性。6、灰份少：它的灰份含量仅为GAC的十分之一，对回收物质的催化作用小。产品用途1、水净化：能除去水中的重金属离子、致癌物质、臭味、铁锈、毒味、细菌及脱色等。用于自来水、食品工业用水及工业用纯水等。2、空气净化：能吸附过滤空气的恶臭、烟气、毒气、致癌物质等。3、可用于防护口罩、防毒衣、香烟过滤咀的制造等。4、医药上用于包扎、急性解毒剂、人工肾脏等。5、溶剂回收：对苯类、酮类、醇类、石油类均能吸附回收。6、贵金属提炼或回收，吸附放射性物质，也可作惰性气体载体，气相色谱的固定相。7、电子及能源方面的应用。主要技术指标JL-1000JL-1200AJL-1200BJL-1600T比表面积m2/g900-10501050-11501150-12501250-1550苯吸附值wt%30-3535-5045-6080碘吸附值mg/g850-950950-11001100-12001200亚甲兰吸附值ml/g150180220250PH值5-75-75-75-7活性炭纤维（AC）与颗粒活性炭（GAC）的结构与性能比较产品名称比表面积m2/g微孔容积mL/g单丝直径μm密度g/cm3苯吸附量%粘胶基ACF1000-15000.25-0.79-180.02-0.03大于30颗粒活性炭GAC800-10000.30.5-3(mm)0.4-0.520活性炭纤维(ACF)对有毒气体的平衡吸附量(mg/g)项目产品苯甲苯甲醇甲醛乙醚氯仿丙酮氨水苯乙烯硫化氢氯化氢汽油粘胶基ACF490