热氮气再生活性炭-冷凝回收治理有机废气工程应用

2017-09-03康志杰

海峡科学 2017年7期

康志杰

康志杰

嘉园环保有限公司

采用活性炭吸附生产废气中的有机物，采用惰性气代替传统的饱和水蒸气为热媒，对活性炭进行再生脱附，再经冷凝为液体后回收，从而实现有机废气治理、资源再生利用的目的。该技术避免了传统工艺水蒸气脱附带来的废水污染、可溶性有机物溶解于蒸汽中无法回收等问题，具有更大的应用优势。

生产废气吸附回收技术惰性气体

1 概述

吸附回收技术是一种实用的VOCs治理技术，其不仅能有效净化废气中的有机物，解决环境污染问题，而且可以回收具有价值的有机物质，为企业创造了可观的经济效益，具有较大的应用市场。目前，实际工程应用最为广泛的仍是以“活性炭吸附—水蒸汽脱附—冷凝回收”为主，然而利用水蒸气脱附在实际应用中存在不可避免的问题，如产生污水二次污染、活性炭使用寿命偏短、应用具有一定的局限性等问题。利用惰性气体作为脱附介质回收有机物，能够克服水蒸气脱附再生产生二次污染的问题，对可溶性有机物的回收更具有优势，可减少有机物精制的投资和运行费用，同时可以提高活性炭和设备的使用寿命，更具市场竞争力。

惰性气体的选择主要考虑两个方面：一是来源便捷，二是费用低。本工艺采用氮气作为脱附再生气体，主要通过对空气中的氮气进行提取，以获得高纯度的氮气，相比其他种类的惰性气体，其来源简单、直接，制造氮气的费用较低，因此采用氮气做为本工艺的脱附介质，具有明显的优势。本文通过工艺原理介绍结合工程应用结果进行阐述说明。

2 工艺流程

如图1所示，整个工艺过程包含四部分：预处理系统、吸附系统、脱附回收系统、控制系统。

（1）预处理系统。有机废气通过预处理器进行前期处理，预处理的主要作用分为除尘、调节温度、调节湿度，以保证吸附系统活性炭的寿命和吸附效率。

（2）吸附系统。经过预处理后的废气通过主风机送入活性炭吸附床吸附净化，控制一定的通风速度、在活性炭中的停留时间，废气经过活性炭的吸附净化后通过烟囱排入大气，两个活性炭吸附床吸附—脱附交替使用，即其中一个床吸附，另一床则进行脱附再生备用。

图1 典型两床式工艺流程图

（3）脱附系统及回收系统。吸附饱和的活性炭吸附床转入脱附再生阶段，通过阀门控制，用N2置换待脱附活性炭床以及脱附管内的空气，通过在线氧含量分析仪检测系统氧含量达到设定值后，启动脱附风机、开启脱附加热器加热升温开始脱附，同时开启分流冷凝器，调节分流冷凝器比例，系统进行脱附冷凝回收。

脱附后的高浓度有机废气在分流冷凝形成两路支流，一部分流经位于分流冷凝器中的双级冷凝设备，一路经分流冷凝器中的旁路管，而后两部分气体混合回到循环加热回路中。流经双级冷凝设备的脱附气体先经过前端热交换器进行初步冷却，可得到部分有机物冷却液，再进入二级冷凝装置中进一步深度冷凝，冷却液与冷凝回收液经油水分离器分离后得到回收品。根据物质不同以及对产品的指标要求，确定回收品直接回用或者增加提纯系统。两路气体经过分流冷凝器后混合通过脱附加热器，再次被送回吸附床中循环脱附。局部冷凝风量与旁路风量的比分别为1:1~~1:10，脱附温度根据不同有机物设定。脱附过程采用时序控制，当达到设定脱附时间后，为保证转入吸附阶段具有优良的的吸附率，需要对吸附床及活性炭进行降温，通过PLC控制系统关闭脱附加热器、开、关相应阀门、同时开启降温换热器，对系统进行冷却处理。

本装置的工艺流程由PLC控制程序系统通过对系统电动启停、阀门动作、压力控制、温度监控、氧含量检测等连锁控制，装置全自动运行，可以无人值守。