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厂家定制-活性炭脱附废气处理设备

产品时间:2020-09-02

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简要描述:

厂家定制-活性炭脱附废气处理设备
活性炭是一种经特殊处理的炭,将有机原料(果壳、煤、木材等)在隔绝空气的条件下加热,以减少非碳成分(此过程称为炭化),然后与气体反应,表面被侵蚀,产生微孔发达的结构 (此过程称为活化)。由于活化的过程是一个微观过程,即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀 ,所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2~50nm之间。

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厂家定制-活性炭脱附废气处理设备

活性炭的前身—木炭,早在公元前1550年就被埃及作为药物使用;公元前460-359年,希腊用于治疗羊癫疯;1518-1593年,李时珍的本草纲目中提及用于治病……上述例证应用的都是木炭,在1900-1901年,活性炭被发明出来。1911年,维也纳附近的工厂首次用于工业生产,生产粉末活性炭,从此拉开了活性炭应用的序幕。

活性炭的种类主要有木质活性炭 、煤质活性炭、椰壳活性炭、棕榈活性炭。

不同种类和形态的活性炭的特性及应用也不相同,活性炭从用途上来讲,大致分为两种:气、液。

本次介绍活性炭在工业废气处理领域的应用,供大家参考。

活性炭的吸附能力主要取决碘值,丁烷值,灰分,堆积重等数值。

1.碘值 (400-1300)

碘值是指活性炭在0.02N 12/KL水溶液中吸附的碘的量,碘值与直径大于10Å的孔隙表面积相关联。

活性炭价格高低,碘值是判断的标准之一。

2.丁烷值

丁烷值是指饱和空气与丁烷在特定温度和特定压力下通过炭床后,每单位重量的活性炭吸附的丁烷数量。

3.灰分(6-16)

活性炭的灰分有两种,一种是表面灰分,另外一种是内在灰分,平时说的活性炭的灰分是指内在灰分。

4.水分(<5)

水分是测量碳所含水的多少,即活性炭中被吸附的水的重量的百分比。

活性炭应用

粉状活性炭常用于工业废水、城市污水的处理;

颗粒状活性炭常用于食品级的净化;

柱状和蜂窝状活性炭多用于工业废气的处理。不过对于含水份较多的废气,选用柱状活性炭较多;蜂窝炭的优势在于风阻较小。

活性炭在工业废气领域的应用一般在两个方面:前处理和深度治理。

一、前处理

前处理过滤设备中的一次性活性炭层,主要用于去除高沸点物质,有效防止后端的深度治理装置(沸石、活性炭和碳纤维等)被大分子堵塞,所以用于前处理的活性炭层,要选亚兰值高、密度小的活性炭。

二、深度治理

根据业主提供的处理参数,计算活性炭的更换周期,若3-6个月再生一次,即可选用活性炭作为深度处理。

活性炭脱附工艺有两种方式:变温脱附和变压脱附。

变温脱附工艺可以选用热蒸汽脱附,也可选用热氮气脱附。

采用热蒸汽脱附工艺时,若废气成分复杂的,直接作为污水处理;成分单一的可安装冷凝装置,做回收处理。

注意:若企业自备锅炉产出热蒸汽,需各部门审批,手续复杂,且会被不定期抽查。无热蒸汽的厂家不建议选用蒸汽脱附技术

采用热氮气脱附工艺时,末端安装冷凝装置,成分单一的做回收处理,成分复杂的可作为燃料使用。

变压脱附一般用于油气回收或化工品回收,利用真空泵抽吸作用,使活性炭处于接近真空状态,活性炭吸附的物质被脱附出来。无回收价值时,可直接作为燃料使用;有回收价值时,可安装冷凝装置或吸收装置,做回收处理。

但由于脱附成本较高,对于较大风量,较低浓度的工况,一般采用更换活性炭的方式。

厂家定制-活性炭脱附废气处理设备

一、有机废气处理工艺比选要素

常见的有机废气处理工艺有:活性炭/棉吸附、生物洗刷吸收、等离子、光催化氧化、冷凝收回、催化焚烧、热力焚烧等。但挑选哪种适宜有用的处理工艺,就需求依据实践情况进行工艺比选。

正常情况下,首要需求考虑废气中的污染因子、发作浓度、废气排放量,其次就是要考虑需求的去除功率,在了解上述两方面的基础上,再考虑选用何种工艺。但详细选用哪种工艺适宜,还需求进一步对废气的温度、湿度、污染因子特性(熔点、沸点、易燃易爆性、水溶性、是否含有卤素、粘性)以及非有机性污染因子(如:颗粒物)等,做进一步的剖析。一起也要统筹处理工艺的安全性、经济性以及稳定性等。

二、活性炭吸附工艺

1、工艺原理及适用规模

活性炭是通过活化处理后的碳,其具有比外表积大,孔隙多的特色,使其具有较强吸附才能。颗粒碳比外表积一般可达700—1200m2/g,其孔径巨细规模在1.5nm一5um之间。其吸附办法首要通过2种途径:一是活性炭与气体分子间的范德华力,当气体分子通过活性炭外表,范德华力起主导作用时,气体分子先被吸附至活性炭外外表,小于活性炭孔径的分子经内部扩散转移至内外表,然后到达吸附的作用,此为物理吸附;二是吸附质与吸附剂外表原子间的化学键组成,此为化学吸附。活性炭吸附一般适用于大风量、低浓度、低湿度、低含尘的有机废气。

2、影响吸附作用的要素

活性炭的吸附才能首要是受其自身的比外表积、孔隙巨细、分子间力、化学键组成等要素影响;而在实践运用中,对活性炭装置的规划,要害是活性炭的过滤面积、过滤风速、活性炭的层厚。

活性炭过滤风速在《吸附法工业有机废气管理工程技能规范》(HJ2026—2013)中,可以查到固定床吸附,选用颗粒状吸附剂气体流速宜低于0.6m/s,选用纤维状吸附剂气体流速宜低于0.15m/s,选用蜂窝状吸附剂气体流速宜低于1.2m/s;过滤面积即可依据处理风量和过滤风速核算得出。

碳层厚度的规划,就需求结合废气的发作浓度、去除功率、活性炭的替换时长等要素进行。一般会选用2种办法核算碳层厚度:一是,依据活性炭需求的替换周期,来断定活性炭的总的装填量,之后再依据过滤面积核算碳层厚度;二是,在考虑吸附箱尺度巨细、碳层风阻、过滤风速的情况下,按照经历直接选定一个厚度值。

以上规划依据活性炭的吸附速率为一个恒定值或许无限大到可忽略不计的情况下规划的。而实践中吸附速率现在还不能有用核算出,不同的碳、不同的过滤风速、不同的风压等等,都会影响碳层的速率吸附速率。

实践中影响碳层吸附速率的要素有:吸附质浓度、风压、温度、活性炭比外表积等等,各条件参数之间的联络可以表明为以下公式:

停留时间断定后,活性炭的厚度即可依据规划的过滤风速核算得出。

相同的条件下,一般活性炭层的厚度越厚,其去除功率也会越高,但实践运用中,为进步设备的经济性,一般要考虑碳层厚度不能无限制的加厚,因而关于活性炭层厚度的挑选,需求依据去除功率要求和碳自身的吸附速率,进行有用规划核算。通过图1可以看出,(1)碳层厚度挑选小,吸附速率慢,碳层就会简单被穿透,导致去除功率下降;(2)碳层厚度挑选大,吸附速率快,碳层就不简单被穿透,碳可以长期运用。

1、工艺原理及适用规模

催化焚烧是运用贵金属催化剂下降废气中有机物的活化能,使有机物在较低的温度(一般在250~300oC左右,不同成分的有机物,其催化焚烧温度不一样)下发作无火焰焚烧。其原理是废气通过催化剂时,先被吸附至催化剂外表,然后在必定的温度下发作催化焚烧,到达净化的意图。现在有机废气处理中常用的催化一般为蜂窝状钯金属催化剂和铂金属催化剂,催化焚烧办法有电加热和燃气加热,焚烧类型有直接催化焚烧(CO)和蓄热式催化焚烧(RCO)。催化焚烧一般适用于小风量、高浓度、高温的气态有机物,且废气中不能含有硫、铅、汞、砷及卤素等可使催化剂中毒的因子。

2、规划留意点

(1)能耗:催化焚烧需求在必定温度条件下进行,关于低温气体就有必要进行加热,风量越大其耗能越大,运转本钱也就进步;因而挑选此工艺时,在保证搜集功率的前提下,尽可能下降排风量,这样既可提高排气浓度提高废气单位热值,又可下降风量下降能耗;一起也要考虑热将尾气中热量进行收回。

(2)设备开机预热:规划时设备预热应为动态,而非静态预热;初始预热阶段运用的气体一般为空气,而非废气,待体系到达规划温度后方可切换为废气。

(3)安全:有机废气一般归于易燃易爆性气体,虽然浓度高可以收回运用有机物焚烧发作的部分热量,下降能耗,但在处理中有必要将其浓度操控在爆破限规模内。一般需求设置泄爆片、可燃气体探测仪、应急排空阀、稀释阀、防火阀等。

(4)热收回办法:在能耗可承受规模的情况下,小风量一般选用简易的列管直接热交换收回热;关于能耗超出承受规模的,大风量一般需求选用蓄热式催化焚烧,可进步热收回功率。

 

四、活性炭吸脱附与催化焚烧组合工艺

 

1、工艺原理

实践运用中,活性炭吸附与催化焚烧,两者除了可以独自运用外,也可以组合运用。组合运用首要运用两者之间具有互补性的特色:活性炭吸附适用于大风量、低浓度废气,催化焚烧适用于小风量、高浓度废气,且活性炭在高温下被吸附的有机物可以脱附出来J。从另一个视点看,此组合工艺可视为活性炭的现场再生运用工艺,既减少了活性炭吸附饱满后的替换处置本钱,一起定时的浓缩脱附也防止了因活性炭吸附饱满未及时替换形成的超标排放危险。

2、规划要害

跟着催化焚烧废气处理中运用逐渐增多,相关技能也已趋于老练。在规划方面,首要是以下几个要害点:一是加热热交换与尾气热收回热交换的规划,二是对催化剂填料层的规划和催化剂选型,三是对设备运转操控和安全操控规划。

3、规划留意点

现在气体加热、热交换、催化剂填料层的规划,都可以查阅相关资料进行规划核算,但将这些设备组合为一个体系进行规划,因各设备厂商之间存在市场竞争联络和技能保密,要害的规划核算还无法查阅。现就体系在实践工程运用中,发现的一些问题归纳如下。

(1)活性炭升温文催化焚烧室升温操控。在运用脱附+催化焚烧时,应将催化焚烧室温度升至工作温度后,然后再对活性炭进行逐渐升温脱附;而有些厂家规划在催化焚烧室的温度没有到达规划温度时,就开端对活性炭进行升温脱附,此种情况形成脱附出的废气无法有用的通过催化焚烧室焚烧。

(2)催化焚烧室预热。催化室预热时,未对活动的气流进行动态加热,而是对催化室内的空气进行静态加热,导致一旦废气进入催化焚烧室,其催化室温度急速下降,形成达不到催化焚烧的温度。

(3)运用催化焚烧的热部分尾气作为活性炭脱附气体。催化焚烧的尾气温度较高,一般300℃左右,为下降能耗,部分厂家规划是运用处理后的尾气作为脱附热气。活性炭碳的脱附温度只需求80—90℃,运用尾气前有必要先对尾气进行降温处理,若不能将温度降至规划规模,就会存在活性炭着火的危险;并且脱附发作的有机废气是浓缩废气,其浓度较高,与高温气体触摸也会存在爆破的危险。假如选用燃气加热,燃气焚烧发作的废气和燃气自身所含部分因子,也会对活性炭、催化剂形成晦气影响;再有燃气运用若操控欠好,天然气未焚烧直接进入催化装置,一旦焚烧也会发作爆破,其危险比较电加热更大。

五、工艺总结

活性炭吸脱附与催化焚烧组合工艺,规划时应采纳相应对策防止上述问题的发作,从安全视点考虑,加热体系选用电加热,对脱附气体选用新风,其安全系数更高;从经济视点考虑,一般选用燃气加热,脱附气体选用尾气;但最终选用何种办法还需现场详细情况来断定。若独自运用催化焚烧工艺,其不需求脱附加热,相应危险也比组合T艺会下降很多,至于选用哪种办法加热,也需求结合企业实践情况来断定。独自运用活性炭工艺,其运转存在首要危险是活性炭的替换周期,现在还没有简单有用的办法去断定,只能在规划时按照经历和核算参数给定一个主张值。

 

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