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活性碳纤维(ACF)
(一)、比表面积大,有效吸附量高。由于同样重量的纤维的表面积是颗粒的近百倍,所以需要填充的活性碳纤维的重量非常小,然而吸附效率却非常高,根据所处理废气的有机气体含量和其它物理特性的不同,吸附效率在85%至98%之间,多级吸附工艺可以达到99.99%,远远高于活性碳颗粒吸附法的吸附率88%,而且体积及总重量也都很小。 (二)、吸附﹑脱附行程短,速度快;脱附﹑再生耗能低。ACF对有机气体吸附量比颗粒状活性炭(GAC)大几倍至几十倍,对无机气体也有很好的吸附能力,并能保持较高的吸附脱附速度和较长的使用寿命。如用 水蒸气加热6-10分钟,即可完全脱附,耐热性能好,在惰性气体中耐高温1000℃以上,在空气中着火点达500℃以上。
(三)、形状可变,使用方便。由于活性碳纤维可以做成毡式,所以更换起来非常方便,不会对人体造成任何危害。
(四)、可根据需要生产出具有特殊性能的专用ACF;强度好,不会造成二次污染。
直接燃烧法
利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧,将混合气体加热,使有害物质在高温作用下分解为无害物质;本法工艺简单、投资小,适用于高浓度、小风量的废气,但对安全技术、操作要求较高。
催化燃烧法
把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水;本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、投资投资较大,适用于高温或高浓度的有机废气。
吸附法
(1)直接吸附法:有机废气经活性炭吸附,可达95%以上的净化率,设备简单、投资小,但活性炭更换频繁,增加了装卸、运输、更换等工作程序,导致运行费用增加。
(2)吸附-回收法:利用纤维活性炭吸附有机废气,在接近饱和后用过热水蒸汽反吹,进行脱附再生;本法要求提供必要的蒸汽量。
(3)新型吸附-催化燃烧法:此法综合了吸附法及催化燃烧法的优点,采用新型吸附材料(蜂窝状活性炭)吸附,在接近饮和后引入热空气进行脱附、解析,脱附后废气引入催化燃烧床无焰燃烧,将其彻底净化,热气体在系统中循环使用,大大降低能耗。本法具有运行稳定可靠、投资省、运行成本低、维修方便等特点,适用于大风量、低浓度的废气治理,是目前国内治理有机废气较成熟、实用的方法。
含挥发性有机物废气净化技术-吸附法
吸附法广泛应用于治理含挥发性有机物废气,不仅可以较彻底地净化废气,而且在不使用深冷、高压等手段下,可以有效地回收有价值的有机物组分。由于吸附剂吸附容量的限制,吸附法适于处理中低浓度废气,而不适用于浓度高的废气。
(1)吸附剂
可作为净化含VOCs废气的吸附剂有活性炭、活性碳纤维,硅胶、分子筛等,其中活性炭应用最广泛,效果也。其原因在于其他吸附剂(如硅胶、金属氧化物等),具有极性,在水蒸气共存条件下,水分子和吸附剂极性分子进行结合,从而降低了吸附剂吸附性能,而活性炭分子不易与极性分子相结合,从而提高了吸附VOCs能力。但是,也有部分VOCs被活性炭吸附后难以再从活性炭中除去,对于此类Vocs,不宜采用活性炭作为吸附剂,而应选用其他吸附剂。适宜和不适宜采用活性炭吸附的有机物见下表。
(2)吸附工艺
在用活性炭吸附法净化含有机化合物废气时,其流程通常包括:①预处理部分,预先除去进气中的固体颗粒物及液滴,并降低进气温度(如有必要);②吸附部分,通常采用2~3个固定床吸附器并联或串联;③吸附剂再生部分,最常用的是水蒸气脱附法使活性炭再生;④溶剂回收部分,不溶于水的溶剂可与水分层,易于回收。水溶性溶剂需采用精馏法回收;对处理量小的水溶性溶剂也可与水一起掺人煤炭中送锅炉烧掉。
固定床活性炭吸附一回收流程如图所示口有机废气经冷却过滤降温及去除固体颗粒后,经风机进人吸附器,吸附后气体排空。两个并联操作的吸附器,当其中一个吸附饱和时则将废气通人另一个吸附器进行吸附,饱和的吸附器中则通人水蒸气进行再生。脱附气体进人冷凝器冷凝,冷凝液流人静止分离器,分离出溶剂层和水层后再分别进行回收或处理。
通常情况下的吸附条件是:常温吸附;吸附层床层空速为0.2~0.5m/s;脱附蒸气采用低压蒸气,温度约110℃左右;脱附周期(含脱附及干燥、冷却)应小于吸附周期,若脱附周期等于或大于吸附周期,则应采用三个吸附器并联操作.
冷凝回收法
把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解板、分离,可回收有价值的有机物,该法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况,需要附属冷冻设备,主要应用于制药、化工行业,印刷企业较少采用。
为了选择一种经济上合理、符合生产实际、达到排放标准的方案,必须综合考虑各方面因素。
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根据污染物的不同物理和化学性质,采用效率高且经济的控制技术。例如利用有机污染物易氧化、燃烧的特点,可采用催化燃烧或直接燃烧的方法;而卤代烃的燃烧处理,则需考虑燃烧后氢卤酸的吸收净化措施。利用有机污染物易溶于有机溶剂的特点,以及与其他组分在溶解度上的差异,可采用物理或化学吸收的方法来达到净化或提纯的目的。利用有机污染物能被某些吸附剂吸附的原理,可采用吸附方法来净化有机废气。
(2}污染物的浓度
含有机化合物的废气,往往由于浓度不同而采用不同的净化方法。如污染物浓度高时,可采用火炬直接燃烧(不能回收热值),或引人锅炉或工业炉直接燃烧(可回收能量)。而浓度低时,则需要补充一部分燃料,采用热力燃烧或催化燃烧。污染物浓度较高时,也不宜直接采用吸附法,因为吸附剂的容量往往很有限。
(3)生产的具体情况及净化要求
结合生产的具体情况来考虑净化方法,有时可以简化净化工艺。例如,锦纶生产中,用粗环己酮、环己烷作吸收剂,回收氧化工序排出的尾气中的环己烷,由于粗环己酮、环己烷本身就是生产的中间产品,因而不必再生吸收液,令其返回生产流程即可。用氯乙烯生产过程中的三氯乙烯作吸收剂,吸收含氧乙烯的尾气,也具有同样的优点。另外,不同的净化要求,往往有不同的适宜的净化方案。
(4)经济性 所选择的方案应当尽量减少设备投资和运行费用,尽可能回收有价值的物质或热量,从而获得经济效率。 选择有机废气治理技术应始终坚持实用性和经济性的原则。如果运行可靠性不好,使用中操作不方便,导致设备经常停用或损坏,再好的技术也不行;又如运行成本很高,再高的净化效率也无意义。 总之,各种净化方法都有各自的优缺点,要针对具体情况,因地制宜地选择合适的净化方法。几种常用净化方法的优缺点和适用范围见下表。
废气回收常用方法
吸收法
一般采用物理吸收,即将废气引入吸收液进净化,待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收;本法适用于大气量、低温度、低浓度的废气,但需配备加热解析回收装置,设备体积大、投资较高。 一般采用活性炭吸附法 : 通过活性炭吸附废气,当吸附饱和后,活性炭脱附再生,将废气吹脱后催化燃烧,转化为无害物质,再生后的活性炭继续使用。当活性炭再生到一定次数后,吸附容量明显下降,则需要再生或更新活性炭。活性炭是目前处理有机废气使用最多的方法,对苯类废气具有良好的吸附性能,但对烃类废气吸附性较差。主要缺点是运行成本较高,不适合于湿度大的环境,但就目前市场应用来说,采用活性炭吸附最为常用。活性炭采用最多为:活性炭颗粒及活性炭纤维,采用活性炭颗粒价格比较便宜,但效果差些,相比来说采用活性炭纤维价格相对高些,效果好些。
直接燃烧法
① 用途:FD963型活性碳吸附回收装置能对苯类、醇类、酮类、酯类、酚类、醚类、醛类、烷类、汽油类等有机废气吸附回收 ,因此化工、轻工、机械、橡胶、机电、船泊、汽车、石油等行业均可选用。
② 装置结构、特点:本装置主要有:吸附罐、截止阀、冷凝器、分离桶、曝气筒、风机电机等设备。
本装置有单罐和双罐两种,单罐适用于间断性生产,双罐适用于24小时连续生产。罐内设置单层活性炭或双层活性炭,双层活性炭适合大风量废气净化。
③工作原理:
吸附过程:废气经空气过滤器除去微小悬浮颗粒后,进入吸附罐,经过罐内活性炭 吸附后,除去有害成份,符合排放标准的净化气体,经风机排到室外。
脱附再生过程:活性炭使用一段时间吸附了一定量的溶剂后,(使用时间长短,根据排出气体中的含量和生产时间长短而定)可脱附再生。再生时用蒸气自塔底部喷入,把活性炭中吸附的溶剂蒸出,蒸出的有机溶剂再经过冷凝器冷凝成液体,液体进入分离筒,分离回收有机溶剂,残液进曝气筒,经过曝气后排出。
④ 技术参数及外形尺寸:根据不同规格型号另外提供。
废气回收环保新闻快车
昨日(2月28日),环保部网站透露,《稀土工业污染物排放标准》(以下简单称《标准》)已于近日经环保部与国家质量监督检验检疫总局联合批准发布。这是环保护在“十二五”期间发布的国家污染物排放标准,将于10月1日起正式实施。 此前,2月16日举行的国务院常务会议研究部署了促进稀土行业持续健康发展的政策措施,提出将用5年左右的时间,转变稀土行业发展方式。此次公布的《标准》成为围绕稀土一揽子措施的重要规章,长期以来形成的稀土污染困局,或因排放标准的提高而有所改观。 统计显示,目前我国的稀土储量占全球36%,产量则占世界的97%。由于过度开发,我国的稀土资源储量迅速下降,稀土生产过程中的环境污染问题日益突出。以氨氮为例,稀土行业每年产生的废水量达2000多万吨,其中氨氮含量300~5000mg/L,超出国家排放标准十几倍甚至上百倍。 中国稀土学会秘书长林东鲁在接受 《每日经济新闻(微博)》记者采访时称,我国稀土开发存在的污染非常严重,北方稀土中存在的氟,有极强的毒性和腐蚀性等,另外含有的钍,都会对周边的农作物、牲畜和人体产生危害。他指出,对于稀土行业的兼并重组,将在未来从100家缩减为20家。但从行业协会自身而言,“我们希望重组得更少,因为不仅有安全问题,还有环保问题。” 产能严重过剩成为《标准》出台的另一诱因。“现在整个国际市场对于稀土产品的需求量大致在12万吨左右,而目前我国稀土的产量达22万吨,因此企业达不到环保要求就要出局。”林东鲁说。有公开资料称,如果严格执行《标准》,我国现有的稀土相关企业将有80%以上达不到要求,而改造将增加70%的成本。 林东鲁认为,实际上每家企业都可以按照《标准》去做,但就要看它的盈利情况,企业应通过《标准》进行自身改进,获得的利润必须要有很大一部分投入环保。 《标准》或令稀土企业面临重新洗牌。比如,以氨氮的排放为例,在前期讨论时,专家提出要低于15mg/L,在征求意见稿中增加到20mg/L,而在最终公布的《标准》中则升到了25mg/L。 环保部负责人称,《标准》实施后,新建企业必须严格按《标准》执行,考虑到我国稀土工业的实际情况,标准对现有企业设置了两年的达标排放过渡期。
活性炭是一种黑色粉状,粒状或丸状的无定形具有多孔的碳,主要成分为碳,还含少量氧、氢、硫、氮、氯。也具有石墨那样的精细结构,只是晶粒较小,层层间不规则堆积。具有较大的表面积(500~1000米2/克),有很强的吸附性能,能在它的表面上吸附气体、液体或胶态固体;对于气体、液体,吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量。其吸附作用具有选择性,非极性物质比极性物质更易于吸附。在同一系列物质中,沸点越高的物质越容易被吸附,压强越大温度越低浓度越大,吸附量越大。反之,减压,升温有利于气体的解吸。常用于气体的吸附、分离和提纯,溶剂的回收,糖液、油脂、甘油、药物的脱色剂,饮用水及冰箱的除臭剂,防毒面具中的滤毒剂,还可用作催化剂或金属盐催化剂的载体。活性炭具有微晶结构,微晶排列完全不规则,晶体中有微孔,使它具有很大的内表面,活性炭具有良好的吸附性,可以吸附废水和废气中的金属离子、有害气体、有机污染物、色素等。