含VOC (Volatile organic compounds ,揮發(fa)性有(you)機物)廢氣(qi)的(de)(de)污(wu)染防治(zhi)(zhi)問(wen)(wen)(wen)題(ti)逐漸(jian)受到重(zhong)視 ,引進國(guo)(guo)外治(zhi)(zhi)理(li)設備存在投資大、運(yun)行(xing)成本高的(de)(de)問(wen)(wen)(wen)題(ti) ,國(guo)(guo)內傳統工藝存在技術落(luo)后、運(yun)行(xing)不穩定(ding)、效(xiao)率低的(de)(de)問(wen)(wen)(wen)題(ti) ,因此亟待研究(jiu)開(kai)發(fa)新的(de)(de)治(zhi)(zhi)理(li)工藝。

本工藝以(yi)吸附2冷凝回(hui)(hui)收(shou)原理為基礎 ,采用集成加熱器和冷卻器功能的(de)新(xin)型(xing)吸附床纖(xian)維活性炭 ,在(zai)凈化(hua)廢氣的(de)同(tong)時 ,回(hui)(hui)收(shou)了(le)大量的(de)VOC溶劑(ji) ,使環保(bao)投入(ru)產生了(le)較好的(de)經(jing)濟效(xiao)益(yi)和環境效(xiao)益(yi)。在(zai)此以(yi)某(mou)精細化(hua)工廠尾氣處理工程為例 ,介紹(shao)該工藝。

1 工藝流程及說明

1.1 尾氣狀(zhuang)況

該廠生產醫藥中(zhong)間體,尾氣(qi)(qi)為反(fan)(fan)應釜(fu)卸料(liao)時的(de)排(pai)氣(qi)(qi)及進料(liao)前的(de)洗氣(qi)(qi) ,共有 18 個反(fan)(fan)應釜(fu)不同(tong)時段間歇排(pai)氣(qi)(qi), 平(ping)均(jun)廢氣(qi)(qi)量約 2 000 m3/h , 其(qi)中(zhong)甲苯濃度16.6 g/Nm3,四(si)氫呋(fu)喃(THF)濃度為 2316 g/Nm3,其(qi)余為空氣(qi)(qi)、N2 (洗氣(qi)(qi)用 N2 ) 及微量氯乙烯 ,排(pai)氣(qi)(qi)溫度為常溫。

1.2 工(gong)藝流程圖(tu)(見圖(tu)1)

1.3 工藝流程說明

由于反應(ying)釜排(pai)氣為間(jian)(jian)歇排(pai)氣,特設氣體緩沖罐使(shi)尾氣均勻進入纖(xian)維(wei)活性炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)床。設兩臺(tai)(tai)(tai)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)床 ,一臺(tai)(tai)(tai)處(chu)于降(jiang)溫(wen)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)過(guo)程(cheng) ,另一臺(tai)(tai)(tai)處(chu)于加熱脫(tuo)(tuo)(tuo)附(fu)過(guo)程(cheng)中(zhong) ,兩臺(tai)(tai)(tai)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)床通過(guo)電(dian)動閥門自(zi)動轉換作用。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)啟動設于固(gu)定炭(tan)層間(jian)(jian)的冷(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi) ,以(yi)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)熱、降(jiang)低床層溫(wen)度(du) ,尾氣經(jing)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)后(hou) ,凈化氣體由排(pai)氣風(feng)機進入煙囪排(pai)放。脫(tuo)(tuo)(tuo)附(fu)過(guo)程(cheng) ,開啟固(gu)定炭(tan)層間(jian)(jian)的加熱器(qi)(qi)及循環風(feng)機 ,使(shi)系(xi)統(tong)全面加熱 ,隨著活性炭(tan)溫(wen)度(du)提高(gao) ,VOC逐漸解析(xi)出(chu)來 ,循環氣體中(zhong) VOC 濃度(du)也不斷提高(gao)。吸(xi)(xi)(xi)附(fu)床排(pai)出(chu)的氣體先(xian)經(jing)預冷(leng)(leng)卻(que)器(qi)(qi)降(jiang)溫(wen) ,再經(jing)冷(leng)(leng)凝(ning)器(qi)(qi)使(shi)VOC冷(leng)(leng)凝(ning)回收(shou)下來 ,之后(hou)氣體經(jing)加熱器(qi)(qi)升溫(wen)回到吸(xi)(xi)(xi)附(fu)床加熱解析(xi)活性炭(tan) ,脫(tuo)(tuo)(tuo)附(fu)過(guo)程(cheng)不引入新(xin)風(feng) ,脫(tuo)(tuo)(tuo)附(fu)濃縮比(bi)較高(gao)。

2 工藝要點

2.1 吸附、脫附性(xing)能(neng)參(can)數確定目前活性(xing)炭(tan)(tan)產品(pin)中 ,以纖維(wei)活性(xing)炭(tan)(tan)性(xing)能(neng)最佳 ,蜂(feng)窩活性(xing)炭(tan)(tan)次(ci)(ci)之 ,而(er)顆粒活性(xing)炭(tan)(tan)再次(ci)(ci)。本工藝(yi)采用纖維(wei)活性(xing)炭(tan)(tan)為吸附劑(ji) ,由于吸附劑(ji)的(de)(de)吸附-脫附性(xing)能(neng)是確定本工藝(yi)的(de)(de)關(guan)鍵因素 ,而(er)廠家提供的(de)(de)有關(guan)參(can)數存在(zai)不(bu)詳(xiang)、失(shi)實(shi)問題。因此針對類似工況作(zuo)纖維(wei)活性(xing)炭(tan)(tan)性(xing)能(neng)的(de)(de)實(shi)驗室研究 ,結(jie)果(guo)見(jian)圖2。

試驗條(tiao)件:甲苯濃度(du)3 000 ×10 ,溫度(du) 20 ℃,炭層(ceng)高(gao)0.1 m。

本工藝(yi)取有效吸附周(zhou)期15 min ,吸附量質(zhi)量分數為40 % ,吸附溫度 ≤40 ℃,有效脫(tuo)附周(zhou)期 15 min ,脫(tuo)附率90 % ,脫(tuo)附溫度150 ℃。

2.2 吸附(fu)床設(she)計

為獲得理想(xiang)的吸(xi)附(fu)(fu)和(he)脫(tuo)(tuo)附(fu)(fu)效率,要求吸(xi)附(fu)(fu)床(chuang)升溫、降(jiang)溫速(su)(su)度(du)快(kuai) ,床(chuang)內(nei)空氣(qi)、N2 殘余(yu)(yu)量(liang)小(xiao) ,脫(tuo)(tuo)附(fu)(fu)循(xun)環氣(qi)體VOC濃度(du)提(ti)升快(kuai)。吸(xi)附(fu)(fu)床(chuang)設多(duo)層(ceng)(ceng)吸(xi)附(fu)(fu)層(ceng)(ceng) ,層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之(zhi)間設有冷(leng)卻器(qi)(qi)及(ji)加熱(re)(re)器(qi)(qi) ,采用(yong)翼(yi)式(shi)板(ban)式(shi)金屬(shu)換熱(re)(re)器(qi)(qi)換熱(re)(re)效率較高 ,可以(yi)迅速(su)(su)地升溫或降(jiang)溫;換熱(re)(re)器(qi)(qi)特制為模塊狀 ,體積小(xiao)、重量(liang)輕 ,活性(xing)炭設篩網托架 ,金屬(shu)耗量(liang)少 ,安裝緊揍 ,吸(xi)附(fu)(fu)床(chuang)內(nei)部剩(sheng)余(yu)(yu)空間小(xiao) ,使(shi)脫(tuo)(tuo)附(fu)(fu)時VOC濃度(du)很快(kuai)提(ti)升。

2.3 冷凝效(xiao)率

為達到較高的(de)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)回收率,除提(ti)高脫附(fu)氣體VOC濃(nong)度(即提(ti)升濃(nong)縮(suo)比)外 ,應選取較低的(de)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)溫度 ,以(yi)(yi)降低VOC飽和(he)蒸汽(qi)分壓 ,提(ti)高回收率。本(ben)工藝控制(zhi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)溫度為-5 ℃,甲(jia)苯回收率 ≥90 % ,THF 回收率≥ 85 %。為減少冷(leng)(leng)凍水用量、降低運行成本(ben) ,設兩級冷(leng)(leng)卻(que)、冷(leng)(leng)凝(ning)(ning) ,先用循環冷(leng)(leng)卻(que)水使(shi)脫附(fu)氣體冷(leng)(leng)卻(que)至(zhi)40 ℃以(yi)(yi)下 ,再用-5～-10 ℃的(de)冷(leng)(leng)凍水使(shi)氣體降溫至(zhi)-5 ℃,大部分VOC得(de)以(yi)(yi)冷(leng)(leng)凝(ning)(ning)回收。

3 運行效果

該設(she)備已運(yun)行(xing)近一年,運(yun)行(xing)效(xiao)果見表1。

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