關(guān)鍵詞：活性炭纖維 吸附 苯 廢氣治理 綜合利用

摘要：采用活性炭纖維吸附回收裝置處理含苯廢氣。對(duì)處理系統(tǒng)、工藝流程、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)以及運(yùn)行安全保障作了具體的敘述。運(yùn)行實(shí)踐表明，采用該裝置處理含苯廢氣，苯的吸附效率大于97%，每年可回收苯270t，企業(yè)可得凈收益58.4萬(wàn)元。

前言

在有機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的有機(jī)廢氣，其中含苯廢氣的排放是非常多見(jiàn)的。對(duì)于含苯廢氣的處理，采用最多的方法是活性炭吸附。傳統(tǒng)的活性炭吸附工藝多采用普通固定單層吸附裝置，使用的吸附劑多為顆粒活性炭^[1，2]，不僅吸附回收率低，而且設(shè)備使用壽命短，投資和運(yùn)行費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)效益低。

我們結(jié)合某農(nóng)藥廠200t/a精奎禾靈生產(chǎn)中的咪鮮胺化脫水和咪鮮銨錳鹽壓濾工序排放的含苯廢氣的處理實(shí)踐，介紹一種利用活性炭纖維吸附裝置處理含苯廢氣的工藝^[3]。該工藝采用獨(dú)特的吸附裝置和操作，用活性炭纖維做吸附劑，使苯的吸附效率達(dá)97％以上。該裝置采用全自動(dòng)控制， 運(yùn)行可靠。

1.廢氣成分及處理要求

該廢氣中含有苯、氮、氧、二氧化碳及少量水蒸汽，其中苯的質(zhì)量濃度為200g/m³。廢氣流量為200m³/h，排氣溫度為30℃ ，排氣壓力101.3kPa。要求苯的吸附效率大于95％。

2.處理系統(tǒng)及工藝流程

2.1 處理系統(tǒng)

該工藝所用的處理裝置是以2套組合型BTP環(huán)式吸附器^[4]為主體設(shè)計(jì)而成的吸附回收系統(tǒng)。每個(gè)吸附器內(nèi)裝有3個(gè)活性炭纖維做成的吸附芯，2個(gè)吸附器并聯(lián)，與整個(gè)系統(tǒng)的廢氣管道，脫附氣管道、再生氣管遭以及凈化氣管道相連接，形成一個(gè)處理系銑。整個(gè)處理系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制。用一臺(tái)風(fēng)機(jī)將廢氣送入處理系統(tǒng)。

2.2 工藝流程

含苯廢氣處理工藝流程見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，2個(gè)吸附器共用一個(gè)管路系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)相互切換。當(dāng)吸附器1進(jìn)行吸附處理時(shí)，吸附器2進(jìn)行脫附和再生。運(yùn)行時(shí)，含苯廢氣由吸附器下部進(jìn)入，在吸附器內(nèi)廢氣穿過(guò)活性炭纖維氈，其中的苯被炭纖維吸附下來(lái)，凈化后的氣體由吸附器頂部排出。當(dāng)吸附器1吸附飽和后，切換到脫附工序，此時(shí)吸附器2進(jìn)入吸附狀態(tài)。脫附時(shí)用水蒸氣做脫附介質(zhì)，蒸汽由吸附器頂部進(jìn)入，穿過(guò)活性炭纖維氈，將被吸附濃縮的苯脫附出來(lái)并帶出吸附器，然后進(jìn)入冷凝器，冷凝后的苯和水蒸氣的混合物流入分層槽分層，使苯和冷凝水得到分離，從而回收苯。吸附器1完成脫附并經(jīng)再生后，切換過(guò)來(lái)，繼續(xù)進(jìn)行吸附。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所有的動(dòng)作切換，均由自動(dòng)控制系統(tǒng)完成。

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)

廢氣處理量，根據(jù)苯的性質(zhì)、廢氣流量及廢氣中苯的濃度^[2]，經(jīng)過(guò)計(jì)算確定，進(jìn)入系統(tǒng)的實(shí)際廢氣處理量為500m³/h。

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)處理系統(tǒng)的阻力為3500Pa。

氣體流速：根據(jù)活性炭纖維對(duì)苯的吸附特性，結(jié)合以往的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定氣體流速為0.12～0.15m/s。

吸附溫度：小于40℃

脫附溫度：110℃左右。

3.2 安全保障

由于有機(jī)氣體大都易燃易爆，對(duì)于有機(jī)廢氣的處理，安全是最重要的。本工藝須特別注意以下問(wèn)題：

(1)考慮含苯廢氣的爆炸極限[2] 苯的爆炸極限為1．5％～8％。因此．設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng)的廢氣體積分?jǐn)?shù)為0.6％。

(2)溫度的監(jiān)控，吸附是一個(gè)放熱過(guò)程，因此，在連續(xù)吸附操時(shí)床層溫度會(huì)升高，造成吸附率下降，給系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患．系統(tǒng)設(shè)置了床層溫度報(bào)警裝置，一旦溫度超過(guò)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)處理系統(tǒng)的密封。由于整個(gè)處理系統(tǒng)始終是處在頻繁的操作切換之中，系繞的密封問(wèn)題就顯得特別重要。設(shè)計(jì)上采用了特殊結(jié)構(gòu)的密封墊和氣動(dòng)兩通擋板閥，使整個(gè)處理系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)絲亳氣體泄露。保證了運(yùn)行場(chǎng)所的安全。

(4)處理系統(tǒng)的自動(dòng)化。整個(gè)處理系統(tǒng)的運(yùn)行均采用PLC自動(dòng)控制，—旦發(fā)生事故可自動(dòng)處理并自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)處理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程可以無(wú)人看守，同時(shí)保證系統(tǒng)運(yùn)行的絕對(duì)安全。

4.運(yùn)行結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益

含苯廢氣處理裝置經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行，狀況一直良好。苯的吸附效率始終保持在97％以上，大大改善了大氣環(huán)境。

采用活性炭纖維吸附回收裝置處理含苯廢氣，回收苯900kg/d左右，若按每年運(yùn)行300d計(jì)算，可回收苯270t/a，若每噸售價(jià)3000元，則本裝置每年可回收資金81萬(wàn)元，除去運(yùn)行費(fèi)用和設(shè)備折舊，每年凈收益將達(dá)58.4萬(wàn)元。

該工程總造價(jià)為56萬(wàn)元。根據(jù)計(jì)算，裝置運(yùn)行1a即可收回全部投資，而本裝置的設(shè)計(jì)運(yùn)行壽命是8～10a。由此可見(jiàn)，采用活性炭纖維吸附回收裝置處理含苯廢氣，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。
 

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