活性碳吸附技術(shù)在工業(yè)廢氣治理中的應(yīng)用
來源：東莞市綠峰環(huán)保機(jī)電工程有限公司 閱讀：2385 更新時(shí)間：2009-05-05 15:31摘要:本文分析了我國工業(yè)生產(chǎn)中的有機(jī)廢氣處理問題，闡述了解決有機(jī)氣體回收的重要性。通過對(duì)比各種有機(jī)廢氣處理技術(shù)，凸顯了活性碳纖維回收技術(shù)的優(yōu)越性。通過其在印刷化工行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例，提出推廣應(yīng)用活性碳纖維有機(jī)廢氣回收技術(shù)將創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
1 有機(jī)廢氣及其危害
在工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的有機(jī)廢氣，這些有機(jī)廢氣不僅會(huì)造成大氣污染，危害人體健康，而且還會(huì)造成資源的浪費(fèi)。如在塑料印刷過程中，隨著油墨的干燥會(huì)排出大量的混合溶劑廢氣；覆膜過程中會(huì)排出大量的乙酸乙酯等廢氣。
有機(jī)廢氣中所含的揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），一般是指室溫下飽和蒸氣壓超過70.91Pa或沸點(diǎn)小于260℃的有機(jī)物，包括脂肪烴、芳香烴、酯類、酮類、醚類和鹵代烴等。有機(jī)廢氣是有毒、有害的氣體，它釋放在空氣中不僅會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且人體若長(zhǎng)期接觸或吸入，將會(huì)給神經(jīng)系統(tǒng)及造血功能帶來嚴(yán)重危害，甚至引發(fā)癌變及其他嚴(yán)重疾病直至死亡。
隨著社會(huì)的發(fā)展，物質(zhì)文明和生活水平的提高，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，有機(jī)廢氣的排放造成的環(huán)境污染及其對(duì)人體健康的嚴(yán)重危害越來越成為各級(jí)政府和民眾關(guān)注的焦點(diǎn)。由于幾乎各行各業(yè)都會(huì)排放有機(jī)廢氣，而且涉及這些有機(jī)物生產(chǎn)和使用的場(chǎng)所目前絕大部分尚未被治理。因此，如何在保持企業(yè)持續(xù)發(fā)展和社會(huì)需求的條件下，消除有機(jī)廢氣對(duì)環(huán)境和人體健康的嚴(yán)重危害，并能有效回收利用這些有機(jī)廢氣，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的“雙贏”，已成為各企業(yè)所面臨的嚴(yán)峻問題。而清潔生產(chǎn)將是解決這一難題最理想的辦法和途徑。從環(huán)保出發(fā)，在法律上予以規(guī)范，運(yùn)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并利用高科技開發(fā)出有機(jī)廢氣循環(huán)利用新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣的資源化回收利用。
2 有機(jī)廢氣的回收處理方法
目前常用的有機(jī)廢氣回收處理方法主要有冷凝法、吸收法、變壓吸附法、吸附法與膜分離技術(shù)，F(xiàn)有的有機(jī)廢氣的回收處理方法與技術(shù)已無法滿足日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和環(huán)境保護(hù)的要求，研究開發(fā)新型的、以實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣資源化回收利用為目的的方法與技術(shù)已迫在眉睫。本文重點(diǎn)介紹的是吸附法中的活性碳纖維吸附法。
以新型吸附材料—活性碳纖維（ACF）為吸附劑的吸附法是近幾年發(fā)展起來的一種新型的有機(jī)廢氣回收方法。與傳統(tǒng)的以活性炭為吸附劑的炭質(zhì)吸附法相比，活性碳纖維具有有效吸附容量大、吸附設(shè)備小、吸附效率高、吸附脫附快、有機(jī)廢氣資源化利用率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有效的回收凈化有機(jī)廢氣的新方法，近年來已引起廣大研究工作者和相關(guān)企業(yè)的極大關(guān)注。
活性碳纖維是繼粉末狀、粒狀活性炭之后于20世紀(jì)60-70年代發(fā)展起來的第三代新型功能吸附材料。與傳統(tǒng)的活性炭相比，活性碳纖維具有以下優(yōu)異特性：1）比表面積大，有效吸附容量高；2）吸附、脫附快，能耗低，容易再生；3）強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)；4）形狀多樣，便于工程應(yīng)用；5）可吸附低濃度氣體；6）吸附選擇性強(qiáng)。
3 活性碳纖維有機(jī)廢氣回收裝置
以活性碳纖維有機(jī)廢氣回收裝置中典型的三箱吸附裝置為例，分析其設(shè)備組成、工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)。
3.1 設(shè)備組成
吸附設(shè)備由引風(fēng)風(fēng)機(jī)、表冷器、過濾器、吸附器、分層槽等組成，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行由PLC程序控制，自動(dòng)切換吸附器，使之交替進(jìn)行吸附、解吸和干燥工藝過程的操作。
3.2 工藝流程
活性碳纖維有機(jī)廢氣回收技術(shù)工藝流程見下圖：
揮發(fā)性有機(jī)氣體先經(jīng)過一定的前處理裝置，再經(jīng)過濾器進(jìn)一步去除尾氣中的雜質(zhì)，以保證這些雜質(zhì)不占用活性碳纖維的孔隙，影響活性碳纖維的吸附效率和使用壽命；過濾后的尾氣經(jīng)風(fēng)機(jī)引入吸附設(shè)備。
吸附了一定數(shù)量有機(jī)溶劑的活性碳纖維，用飽和水蒸汽進(jìn)行解吸，解吸完成后將通過過濾的外界空氣送入吸附器由風(fēng)機(jī)進(jìn)行干燥，使活性碳纖維床層冷卻并去除殘留的蒸汽，使活性碳纖維保持較高的吸附效率。干燥好的吸附器進(jìn)入下一工作程序循環(huán)進(jìn)行吸附。
解吸出的含有機(jī)物的混合蒸汽進(jìn)入冷凝器中進(jìn)行一級(jí)冷凝，冷凝液再經(jīng)板式冷凝器冷卻，經(jīng)過冷凝的有機(jī)物和冷凝水進(jìn)入分層槽，經(jīng)重力分層，上層的有機(jī)物自動(dòng)溢流至儲(chǔ)槽，然后經(jīng)輸送泵送到吸附回收設(shè)備；下層的冷凝水排入廢水處理系統(tǒng)。
3.3 技術(shù)特點(diǎn)
（1）結(jié)構(gòu)合理
吸附芯為籠型結(jié)構(gòu)，具有活性碳纖維用量少，處理風(fēng)量大的特點(diǎn)，可大幅度降低有機(jī)廢氣處理成本。
（2）吸附率高
由于活性碳纖維的比表面積特性，決定了其吸附率可高達(dá)95%以上。采用專利技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)吸附，可以達(dá)到極高的吸附率，是目前國際上能夠達(dá)到苛刻的環(huán)保排放要求的吸附裝置。
（3）運(yùn)行能耗低、費(fèi)用低
由于活性碳纖維的脫附、再生能耗低，再加上活性碳纖維纏繞芯的氣流阻力小、風(fēng)機(jī)功率小，所以在運(yùn)行中活性碳纖維有機(jī)廢氣凈化回收裝置的氣耗和電耗均比較低。
（4）全自動(dòng)控制、無人值守運(yùn)行
采用德國西門子可編程序控制器中央控制，集成電磁閥、德國費(fèi)斯托氣缸執(zhí)行動(dòng)作，可靠性高。按照工藝流程設(shè)計(jì)的模擬盤顯示，運(yùn)行狀況可以一目了然，并設(shè)計(jì)有故障檢測(cè)及指示功能？煽啃詮(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、便于維護(hù)。
（5）安全可靠、適用于有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所
采用防爆風(fēng)機(jī)、防爆泵？刂乒、氣動(dòng)柜采用正壓防爆技術(shù)，外部信號(hào)通過安全柵連接，系統(tǒng)接地，確保了裝置的安全性。
