摘 要：以Ambersorb 600為吸附劑，甲苯為吸附質(zhì)，在兩級(jí)循環(huán)流化床吸附裝置內(nèi)進(jìn)行了吸附特性的實(shí)驗(yàn). 采用PGM–7600型VOCs分析儀測(cè)量甲苯的濃度，得到兩段循環(huán)流化床的壓力和空隙率分布及濃度隨床高的分布；研究了氣體進(jìn)口濃度和表觀氣速對(duì)吸附效率的影響. 在實(shí)驗(yàn)條件下吸附裝置效率為95%~98%.

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床(CFB)；吸附；揮發(fā)性有機(jī)氣體(VOCs)

1 前 言

揮發(fā)性有機(jī)氣體VOCs(Volatile organic compounds)是多種有機(jī)物的總稱(chēng)，歐盟定義為在293.15°K (20°C)下蒸汽壓超過(guò)0.01 kPa的有機(jī)物. 常見(jiàn)的VOCs包括丁烷、正己烷、苯、甲苯、丙酮、乙醚等多種物質(zhì). VOCs來(lái)源廣，揮發(fā)性大，多具有毒性，威脅企業(yè)安全生產(chǎn)，嚴(yán)重影響人類(lèi)的身體健康，破壞環(huán)境.

吸附是處理VOCs的重要手段，可將氣流中的污染物含量降至很低的濃度，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn). 在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日漸嚴(yán)格的情況下，吸附工藝受到廣泛的重視. 若采用對(duì)有機(jī)廢氣吸附濃縮后再焚燒或回收的處理方式，可使成本大大降低. 依據(jù)操作方式不同吸附可分為固定床、移動(dòng)床和流化床三類(lèi). 其中固定床吸附歷史悠久，技術(shù)比較成熟，應(yīng)用最為廣泛. 移動(dòng)床和流化床吸附工藝出現(xiàn)較晚，但有許多優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)的發(fā)展方向.

流化床吸附的優(yōu)勢(shì)是連續(xù)操作，吸附劑可以與吸附質(zhì)連續(xù)接觸；氣流速度比固定床快，氣相傳質(zhì)阻力很小，處理量大；傳熱好，床層溫度均勻，用活性炭作吸附劑時(shí)避免了活性炭著火現(xiàn)象；吸附劑出入解吸區(qū)很方便，避免了設(shè)備同一部分冷熱的交替循環(huán). 同時(shí)流化床操作可以用比較高的解吸溫度，能分離高沸點(diǎn)氣體[1].

流化床吸附分離也有其缺點(diǎn)：吸附劑磨損消耗量大，操作彈性較差，設(shè)備易磨損. 另一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)是床層內(nèi)固體顆粒高度返混[2]，可采用床層分級(jí)的方式使氣相和固相總體逆流接觸抑制返混，但同時(shí)使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜. 1959年，英國(guó)Courtaulds公司的粘膠纖維廠進(jìn)行了流化床吸附器脫除廢氣中CS2的工業(yè)實(shí)踐[3]. 目前商業(yè)化流化床吸附系統(tǒng)有美國(guó)American Purification 公司的Polyad?[4]，Union Carbide公司的PuriaSiv 相對(duì)于鼓泡床與流化床，循環(huán)流化床有更高的操作氣速和更大的處理量，同時(shí)對(duì)吸附劑和設(shè)備也提出了更高的要求. 目前，對(duì)循環(huán)流化床吸附過(guò)程的研究較少, 尚處于實(shí)驗(yàn)研究階段，已有采用循環(huán)床吸附–變壓變溫解吸處理二氧化碳的工藝研究[6]. 影響循環(huán)流化床吸附應(yīng)用的主要問(wèn)題是吸附劑和設(shè)備的磨損. 本工作設(shè)計(jì)了一種兩級(jí)循環(huán)流化床吸附器，每級(jí)吸附段內(nèi)氣相近似平推流，固相近似全混，通過(guò)吸附劑兩級(jí)之間流動(dòng)實(shí)現(xiàn)總體逆流接觸，提高吸附劑利用率. 在該吸附器上進(jìn)行了吸附實(shí)驗(yàn)，分析了氣體進(jìn)口濃度、進(jìn)口氣量對(duì)吸附效率的影響。

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