摘要：文章介紹了一種化工生產(chǎn)過程中排出的二氯甲烷廢氣的治理裝置——活性炭纖維有機(jī)廢氣吸附回收裝置和治理工藝，由于采用了優(yōu)越的吸附材料和先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)，使吸附回收率達(dá)97%以上，收到了很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：二氯甲烷 活性炭纖維 吸附

許多石化、化工生產(chǎn)過程中排放大量有機(jī)廢氣，浪費(fèi)了資源，污染了環(huán)境。在感光膠片的生產(chǎn)過程中有大量的二氯甲烷廢氣排出，我們利用活性炭纖維有機(jī)廢氣吸附回收裝置對其進(jìn)行了治理，取得了顯著的效果，不僅獲得了很大的經(jīng)濟(jì)效益，而且收到了顯著的環(huán)境效益。

1.活性炭纖維有機(jī)廢氣吸附回收裝置系統(tǒng)簡介

1.1 裝置系統(tǒng)

活性炭纖維有機(jī)廢氣吸附回收裝置是利用活性炭纖維做吸附材料，參考了BTP環(huán)式吸附器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種組合式的吸附器。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程，設(shè)計(jì)上采用了連續(xù)的吸附——脫附——再生操作程序，在二氯甲烷廢氣的治理工程中，設(shè)計(jì)采用了三箱吸附系統(tǒng)。工程設(shè)計(jì)的工藝系統(tǒng)如圖1所示。

1.2 吸附材料——活性炭纖維（ACF）的優(yōu)點(diǎn)

工業(yè)上對吸附材料的要求是具有大的比表面積，高的孔隙率，大的吸附容量，均勻的孔徑和較短的孔道，只有這樣，才能保證吸附劑有良好的吸附性能，大的吸附容量和較好的脫附性能。這樣才能滿足對氣體凈化的要求，另外，吸附劑的劣化，直接影響著吸附劑的使用壽命。

在傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣吸附凈化中采用的是普通顆?；钚蕴?，由于顆?；钚蕴勘缺砻嫦鄬^小，孔道長，不僅吸附容量小，而且脫附性能差，使用過程中劣化速度快，使用壽命短。而活性炭纖維在諸多方面都比普通顆粒活性炭具有明顯的優(yōu)勢。表1列出了兩種活性炭的主要差別。

由表1可以看出，活性炭纖維的比表面積遠(yuǎn)大于顆?；钚蕴?，不僅如此，由于顆?；钚蕴康目讖捷^長，加之孔徑分布不均勻，可供利用的有效比表面積占總比表面積的比例更遠(yuǎn)低于活性炭纖維，因此，活性炭纖維的吸附容量是顆粒活性炭的1～40倍。而且吸附時(shí)炭纖維很短的時(shí)間即可達(dá)到吸附飽和，脫附速度快，脫附后殘留量少，使得活性炭纖維的使用壽命是顆?；钚蕴康?～5倍。由此可見，用活性炭纖維做吸附材料遠(yuǎn)優(yōu)于顆?；钚蕴俊?/p>

1.3 裝置運(yùn)行工藝程序

由圖1可以看出，三個(gè)吸附器共用一套管路系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)相互切換。三個(gè)吸附器依次進(jìn)入吸附狀態(tài)，即當(dāng)吸附器1吸附飽和后，切換到吸附器2吸附，然后吸附器3吸附；脫附—干燥再生工序也是依次進(jìn)行。運(yùn)行時(shí)，含二氯甲烷的廢氣由吸附器下部進(jìn)入，在吸附器內(nèi)，廢氣穿過活性炭纖維，其中的二氯甲烷被炭纖維吸附下來，凈化后的氣體由吸附器頂部排出。脫附介質(zhì)采用水蒸氣。蒸汽由吸附器頂部進(jìn)入，穿過活性炭纖維，將被吸附濃縮的二氯甲烷脫附出來并帶出吸附器進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝，二氯甲烷和水蒸氣的混合物被冷凝下來流入分層槽，在分層槽內(nèi)，二氯甲烷和冷凝水分離而回收。由于二氯甲烷不溶于水，冷凝水可以直接排放。吸附器完成脫附并經(jīng)干燥再生后，切換過來，繼續(xù)進(jìn)行吸附。此種循環(huán)連續(xù)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行過程中所有的動(dòng)作切換，均由PLC系統(tǒng)自動(dòng)完成，整個(gè)系統(tǒng)無人值守。

2.廢氣成分及處理要求

廢氣成分及處理要求如下：

廢氣流量：10000m³/h；

廢氣中二氯甲烷濃度：3000mg/m³；

排氣溫度：30℃；

排氣壓力：101.3kPa；

回收凈化要求>95%

3.系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和安全保障

3.1系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

(1)處理氣量的確定：根據(jù)二氯甲烷無爆炸極限的限制和廢氣的實(shí)際濃度，結(jié)合我們以往的治理經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)入系統(tǒng)的實(shí)際處理氣量定為10000m³/h。

(2)系統(tǒng)阻力：系統(tǒng)阻力包括管路系統(tǒng)和吸附器本身的阻力，根據(jù)計(jì)算和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，確定整個(gè)系統(tǒng)的阻力為5000Pa。

(3)操作氣速：根據(jù)活性炭纖維對二氯甲烷的吸附特性，結(jié)合以往的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定操作氣速為0.15m/s左右。

(4)吸附溫度：<40℃。

(5)脫附溫度：110℃左右。

3.2系統(tǒng)運(yùn)行的安全保障

由于二氯甲烷有劇毒，因此對其廢氣的處理，安全是最重要的。這一點(diǎn)必須在設(shè)計(jì)上有絕對可靠的保證。本工藝中特別注意了以下問題：

(1)切實(shí)保證系統(tǒng)的密封：處理易燃易爆氣體必須特別注意系統(tǒng)的密封問題。由于整個(gè)系統(tǒng)一直處在頻繁的切換之中，系統(tǒng)的密封問題就顯得特別重要。設(shè)計(jì)上采用了特殊措施，使整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)絲毫泄露，保證了運(yùn)行場所的安全。

(2)溫度的控制：吸附是一個(gè)放熱過程。因此，在連續(xù)操作時(shí)床層溫度會(huì)升高，一方面造成吸附率的下降，另外還可能給安全帶來隱患。系統(tǒng)設(shè)置了床層溫度監(jiān)控報(bào)警裝置，一旦溫度超過設(shè)計(jì)值，系統(tǒng)便自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)切換到安全位置。同時(shí)啟動(dòng)降溫裝置，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行

(3)整個(gè)系統(tǒng)控制采用PLC，發(fā)生事故可自動(dòng)處理并自動(dòng)切換，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中可以無人值守，保證系統(tǒng)運(yùn)行的絕對安全。

4.運(yùn)行結(jié)果和效益

本裝置經(jīng)過半年時(shí)間，運(yùn)行狀況一直良好，吸附效率一直保持在97%以上。大大改善了大氣環(huán)境，從回收二氯甲烷的量看，回收量在700kg/d左右，若按每年運(yùn)行300d計(jì)算，一年可回收二氯甲烷210t。若按每噸售價(jià)5000元，則該裝置每年可回收105萬元。出去運(yùn)行費(fèi)用和設(shè)備折舊，每年凈收益將達(dá)78.4萬元。

該工程總造價(jià)為126萬元。根據(jù)計(jì)算，裝置運(yùn)行19個(gè)月即可收回全部投資；而本裝置的設(shè)計(jì)運(yùn)行壽命是8年以上?？梢?，采用活性炭纖維吸附回收裝置回收含二氯甲烷廢氣，不僅具有很好的環(huán)境效益，而且還具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

目前，我們利用該裝置還對含苯、環(huán)己烷、二氯乙烷廢氣等進(jìn)行了回收，均獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。