活性炭脱附工艺——蒸汽脱附说明-凯发官网入口首页

发布时间: 2023-08-02 阅读量:69 来源:vocs课堂

如何进行环境保护?

vocs课堂为您介绍一项环境保护专业知识——活性炭蒸汽脱附。

一、活性炭简介

活性炭的前身是木炭。早在公元前1550年就被埃及作为药物使用;公元前460-359年,希腊用于治疗羊癫疯;1518-1593年,李时珍的本草纲目中提及用于治病……上述例证应用的都是木炭,在1900-1901年,活性炭被raphaelvonostrejko发明出来。1911年,维也纳附近的工厂首次用于工业生产,生产粉末活性炭,从此拉开了活性炭应用的序幕。

活性炭的种类主要有木质活性炭、煤质活性炭、椰壳活性炭、棕榈活性炭。

不同种类和形态的活性炭,其特性及应用也不相同,活性炭从用途上来讲,大致分为两种:气、液。

活性炭的吸附能力主要取决碘值、丁烷值、灰分、堆积重等数值。

1、碘值(400-1300)

碘值是指活性炭在水溶液中吸附的碘的量,碘值与直径大于10å的孔隙表面积相关联。

活性炭价格高低,碘值是判断的标准之一。

2、丁烷值

丁烷值是指饱和空气与丁烷在特定温度和特定压力下通过炭床后,每单位重量的活性炭吸附的丁烷数量。

3、灰分

活性炭的灰分有两种,一种是表面灰分,另外一种是内在灰分,平时说的活性炭的灰分是指内在灰分。

4、水分

水分是测量碳所含水的多少,即活性炭中被吸附的水重量的百分比。

二、活性炭应用

粉状活性炭常用于工业废水、城市污水的处理;

颗粒状活性炭常用于食品级的净化;

柱状和蜂窝状活性炭多用于工业废气的处理;

对于含水份较多的废气,选用柱状活性炭较多;蜂窝炭的优势在于风阻较小。

三、活性炭蒸汽脱附介绍

活性炭吸附废气中的有毒有害物质,通过蒸汽脱附实现活性碳的再生利用,此工艺已经非常成熟,在各个行业都有大面积的推广应用。活性碳有多种形状、粉末状、长条状、颗粒状也有块状的等等。

蒸汽脱附技术流程图

四、蒸汽脱附凯发官网首页的解决方案

1、活性炭吸附蒸汽脱附装置;

2、系统分为两部分:一是吸附,二是脱附;

3、吸附过程中废气经过干式滤器后,进入吸附罐顶部,经过罐内活性炭吸附后除去有害成分,符合排放标准的净化气体从罐底排出,经风机排放到室外。

4、脱附过程中活性炭使用一段时间吸附了基本量的溶剂后,使其时用蒸汽自塔底部喷入,把活性炭中的吸附剂溶剂蒸出。在经过冷凝器中冷凝液体后进入分离筒,分离回收有机溶剂,残液进入气筒,经过曝气后排出。

活性炭吸附蒸汽脱附冷凝回收处理过程可分为三个阶段:

一阶段:用颗粒状或者纤维状的活性炭来充分吸附废气中有机成分分子,当吸附到的饱和度时即停止吸附;

二阶段:开始时是利用饱和低压水蒸气去加热吸附饱和的活性炭,将被吸附的有机成分激活气化而从活性炭中脱附逸出。恢复活性的活性炭即可以重新吸附有机成分的气体分子;

三阶段:对脱附出来的有机成分气体进行冷凝使其液化,与水自动分层后回用。热稳定性好,由于废气的温度随时变化,如果催化剂不能适应范围内的温度变化,催化剂的性能就会下降,净化效率就会降低。

因此,催化剂具备适应范围内的温度变化,不产生氮氧化物(nox)等二次污染物;上述温度为标准规格的温度,高温耐热规格(特殊规格),温度可以达到300℃。400-600mm厚高性能吸附转轮。

五、蒸汽脱附用活性炭材质分析

蒸汽脱附使用的为柱状活性炭,其特点如下:

1、吸附效率高,能力强;

2、能够同时处理多种混合有机废气;

3、净化效率≥95%;维护管理简单,运转成本低廉;

4、采用自动化控制运转设计,操作简易、安全;

5、全密闭型,室内外皆可使用。

六、蒸汽脱附的特点

1、溶剂回收利用价值高;

2、废气处理效率达90%;

3、蒸汽脱附效率达80%;

4、系统温度低、操作安全;

5、可间歇运行、亦可连续运行;

6、活性炭再生节约运行成本。

七、蒸汽脱附分析

活性炭的吸附能力很强。因为活性碳的表面有大量的空隙,孔径有大中小,小孔径可达到2纳米,当voc物质经过活性碳表面空隙时经过物理吸附(即活性炭和有毒有害物质间的范德华作用力),当有化学键作用参与时,就变成了化学吸附,化学键的作用力要远大于范德华力,所以化学吸附要远高于物理吸附,这就解释了某些物质活性碳的吸附效率高、吸附性好,因此活性碳有非常好的吸附能力,可以吸附和过滤大部分的废气中的有毒有害物质。

活性炭吸附效率及使用寿命是由材质和使用频率决定的,市面上活性炭的材质一般有椰壳、木炭、媒质及复合型,其中活性炭纤维是一种新型材料,相比于传统的活性炭它有更多的表面及微孔,它的吸附效率是普通的活性炭的上百倍,由于价格较高,常用在军工航天等高科行业。

活性炭吸附有固定式床层吸附和流动式床层吸附,由于固定式床层活性炭与废气中的voc接触时间较长,所以比流动式有更好的吸附效率,活性炭吸附罐为了更好的适应自动化生产一般采用流动式床层。而为了有更好的吸附效果,采用增加活性炭罐的方法,两台活性炭罐串联,两吸一脱,也有根据工艺情况两台吸附罐并联一吸一拖,所以综上所述活性炭的吸附效率与其物理化学性质、活性炭生产材料、吸附脱附工艺有关。

活性炭的脱附和压力、温度、空速有关,理论上可以采取变温蒸汽脱附、变压脱附、高流速脱附,实际以变温脱附、变压脱附较多,其中又以变温蒸汽脱附为主,变温蒸汽脱附由之前的蒸汽直接通入吸附罐中改为热氮循环脱附。相比于蒸汽直接脱附,热氮脱附是一种更好的工艺,它不但蒸汽使用量少,且无废水产生,最关键的是不给吸附罐系统中带入水分,没有改变它的工作环境,使其更加安全,所热氮循环脱附已基本取代蒸汽直接脱附。

而变压脱附使用推广也较多,最多的应用案例就是psa装置,变压脱附利用压力越小物质在活性炭作用力越小的性质,来减压或抽真空,从而脱附出大量的高浓度voc废气,压力越小,脱附的越干净。此过程中没有杂质产生,也没有改变吸附罐额原有工作环境,所以安全高效,在抽真空或减压时要配合真空泵做功,有能耗,高流速脱附实际应用案例很少,不做详细描述。

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