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活性碳纤维(ACF)吸附回收VOCs工艺流程图文讲解

更新时间:2018-04-10 13:35:56   来源:

ACF,Activated carbon fiber,即纤维活性炭 。采用活性碳纤维作为吸附剂对废气中的有机物可实现吸附回收。目前,在有机废气处理领域,ACF主要应用于处理组分相对比较单一、沸点在50℃~200℃、非水溶性、中等浓度、有回收利用价值的工况。

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ACF工艺组成

ACF处理工艺主要由预处理、吸附、蒸气脱附、负压抽干、干燥降温及计量回收系统组成,工艺流程见 下图。

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1、预处理系统

由于高温不利于吸附,废气温度大于40℃时,需要通过换热器将温度降至40℃以下方能进入后端吸附装置。预处理还包括通过吸收法回收或除去碱性、酸性或水溶性的介质,起到除去有害物质、延长吸附装置使用寿命和提高回收有机物纯度的作用。高效过滤器和废气换热器见下图。

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吸附回收装置入口设置阻火器,使回收装置与生产设备安全隔离;废气入口设有事故排放三通阀,当装置停机或需检修时,该三通阀自动切换,废气通过排放烟囱直排,不会影响前端生产系统的正常生产。废气经过过滤器过滤,去除废气中的颗粒物质、大分子物质,以保证这些杂质不被活性碳纤维吸附,避免占用活性碳纤维的孔隙而影响活性碳纤维的吸附效率和使用寿命。

2、吸附系统

废气进入吸附器,在范德华力的作用下,有机物被吸附到活性碳纤维的微孔中,活性碳纤维吸附饱和后进行再生。废气经碳纤维吸附器后进行洁净排气。吸附器由自动控制系统控制,自动切换交替进行吸附、再生(脱附、负压抽干、降温干燥)过程,从而在任何时刻都至少有1台吸附器做一级吸附,1台吸附器做脱附干燥再生,保证了吸附系统的连续运行和连续处理能力。吸附箱体见下图。

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3、蒸汽脱附系统

通过自力式减压阀减压后输出压力稳定的蒸气,将吸附在活性碳纤维床层上的有机物脱附下来,同时依靠蒸气的吹扫,将含有水蒸汽和有机蒸气的混合蒸气吹出,送入回收系统。独特的自力式蒸气调压阀使得脱附用蒸气输出压力十分稳定且故障率极低。蒸气脱附过程的吸附器温度应在100℃~105℃,温度太高说明装置运行不正常,超过高温设定值报警停车,应及时检查处理装置问题;温度太低说明蒸气不足或流量太低,无法对吸附器进行有效脱附,需检查相应公用工程供给问题。

4、负压抽干系统

关闭冷凝器出气管道和出液管道上的阀门,启动漩涡气泵,将吸附器中的蒸气或有机物吸入冷凝器冷凝,气体再通过气液分离器排气管道进入前段工艺重新处理。抽负压程序将附着在碳纤维表面的水分也被抽出,大大降低了碳纤维的含水量,使后续的干燥降温操作更加容易,缩短干燥时间。负压抽干过程中,吸附器排放阀门关闭,抽干风机抽吸附器密闭空间的气体,使吸附器内的压力降低,蒸气和有机物的饱和蒸气压降低,有利于水和有机物从碳纤维表面脱附。抽负压程序吸附器循环切换时间缩短,可使同样大小的吸附装置能够处理更多的有机成分,提高了装置的处理能力。负压抽干汽液分离器见下图。

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5、干燥降温系统

当负压操作完成后,活性碳纤维层上的温度很高,湿度也较大,不利于将要进行的吸附操作,所以要用足够的新鲜冷空气对碳纤维层进行吹扫,达到对活性碳纤维吸附剂降温和干燥的目的。

新鲜空气进入装置前首先经过干燥过滤器,将其中的杂质和颗粒物截留,干净空气参与吸附器的干燥降温工作。当过滤器上积累的灰尘和杂质较多时,干燥风机前的阻力增大、干燥风量减小,同时空气过滤效率降低,不利于吸附器的干燥和降温,此时应及时拆下过滤网进行清理。干燥过滤器的外形见下图。

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6、计量回收系统

计量回收系统由冷凝器、分离装置和冷却器等组成。经脱附的含有水蒸汽和有机蒸气的混合气体经过冷凝后变成混合液体,流入特别设计的分离装置,吸附器底部流出的冷凝液经冷却器后也流入分离装置,使不溶于水的有机物和水分离;分离出来的有机物通过自流进入计量槽后回收利用。分层后的废水排入污水管道。

冷凝器循环水的进水温度应在32℃以下,并保证足够的压力(到吸附界区≥0.25MPa),使出水温度≤37℃,循环水和冷冻水入口设置调节阀与冷凝器出口温度联动控制,自动调整供水量。回收量计量系统的使用,提高了管理效率,并为装置的操作参数优化提供了依据。计量回收系统设备及管道见下图。

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