活性炭吸附-热氮脱附-超重力精馏回收有机溶剂

2018-04-25蔡炳良

中国环保产业 2018年3期

蔡炳良

（浙江环耀环境建设有限公司，杭州 310012）

1 前言

活性炭吸附回收技术是一种简单实用的VOCs治理技术，不仅能有效回收治理有机废气，解决环境污染问题，而且可为企业创造可观的经济效益，具有非常大的市场潜力[1]。目前，对活性炭吸附-脱附回收的研究报道较多[2～4]，但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[5]。在实际应用中，利用水蒸汽脱附工艺存在较多问题，如会产生二次污染、活性炭使用寿命及利用率低、应用具有一定的局限性、投资成本大等。开发利用惰性气体作为脱附介质回收有机溶剂，不仅能回收利用有机废气和惰性气体，实现污染零排放，且对于提高活性炭和设备的使用寿命、节约投资成本、提高市场竞争力具有重要作用[6]。

2 吸附-氮气脱附-超重力精馏工艺

该装置包括预处理系统、尾气吸附系统、氮气脱附系统和溶剂精制系统。工艺流程如下图。

2.1 预处理系统

工艺流程示意图

有机废气由主风机经三通阀门送入表冷器和过滤器进行预处理。预处理有两个目的：1）使有机废气降温，低温有利于吸附操作，从表冷器出口的废气温度为30℃～35℃；2）通过过滤系统去除废气中的固体杂质、会毒化活性炭的杂质等，以保护活性炭，延长其使用寿命。

2.2 尾气吸附系统

经预处理后的尾气进入吸附器，在吸附器内活性炭的吸附作用下，吸附回收废气中的有机物组分。

采用活性炭颗粒吸附器实现吸附，任何时候都保证有一个活性炭颗粒吸附器处于吸附状态，一个活性炭颗粒吸附器处于再生状态（包括氮气脱附、降温过程），吸附器由PLC自动控制系统自动切换交替进行，如此循环往复。

2.3 氮气脱附系统

吸附器吸附饱和后，系统自动转入氮气脱附流程。氮气自制氮机组产生，在氮气缓冲罐中保压，待需要时，开启阀门通入氮气，经换热器与脱附气换热后进入加热器，加热器采用导热油加热，控制温度在130℃～200℃之间，通入吸附器炭层对溶剂进行脱附，脱附气经换热器与氮气换热后进入冷凝器降温，回收溶剂，经气液分离器分离后，转入升温过程；经冷凝器、气液分离器回收的溶剂暂存在溶剂缓冲罐中，待达到一定液位，即转入溶剂精制系统。

2.4 溶剂精制系统

由于回收的溶剂中含有不高于5%的水（来源于空气含水、活性炭吸水等），为了使回收溶剂具有更高的经济价值，需要在溶剂精制系统中将其水含量降低至0.3%以下。由于有机混合液中含水量不高于5%，其余全部为有机物，故精制系统拟采用超重力精馏装置对其进行处理。

脱附冷凝的溶剂经泵进入超重力精馏装置，完成溶剂脱水操作，在溶剂缓冲罐上设取样装置用于检测水含量，若水含量合格，直接打到精溶剂储罐，若水含量不合格，经分子筛脱水罐处理后打到精溶剂储罐。

3 吸附-氮气脱附-超重力精馏工艺特点

3.1 热氮气脱附技术

采用热氮气对吸附饱和的活性炭进行脱附，其特点在于：1）可最大程度地保护活性炭，延长其使用寿命；2）溶剂回收率高；3）回收溶剂含水量低，溶剂中的水主要来源于废气中含水及活性炭吸附水，一般回收溶剂中含水量不高于5%，远远低于蒸气脱附技术的溶剂含水量；4）脱附过程不用蒸气，氮气加热采用电或导热油，尤其适合扩建而供气能力不足、新建锅炉受限制的场合，可起到较好的效果。