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VOCs活性炭在溶剂回收中的应用

2019-09-05 浦士达环保


       有机溶剂在工业生产中被广泛使用,比如在橡胶、塑料、防治、印刷、油漆、军工等领域。有机溶剂在产品生产中主要用于溶解某些物质,但需要在产品成型之后去除掉,因此就会产生大量有机废气。有机废气大量无节制排放,不仅推高生产成本,也会污染环境、引发事故。所以,回收并利用有机废气,不但能够保证安全生产,净化环境,同时也会降低生产成本。
 

       VOCs活性炭溶剂回收的过程由四个阶段构成:
 
      (1)吸附
       吸附过程可持续到从炭层到吸附区出口,使之达到极限的放空浓度。选择吸附器的尺寸和物流速度时,要保证放空前,炭层的操作时间与操作周期相吻合(例如,如是8h白天操作,夜晚进行再生)。然而,很多情况下是临近放空时,就必须转换到第二个吸附器(并联设备),转换过程可用手动或者借助时间继电器来完成。最好是利用浓度传感器控制的自动控制系统。
 
      (2)解吸
       饱和VOCs活性炭的再生主要是在120℃~140℃,利用水蒸气进行;在处理高沸点溶剂的情况下,则要求相应较高的蒸汽温度。解吸时,可用萃取方法从上至下洗提一部分溶剂,直至达到炭层的终温。因此,在很多情况下需谨慎地进行解吸,这对易分解的溶剂极为重要。有时还可见到在炭层中具有保证外部加热的辅助加热装置;在这些情况下,可减少蒸汽流量,增加冷凝液的浓度。通常为了加热系统和解吸溶剂,仅需要一半的解吸蒸气,而大量的蒸气用于洗脱。这种关系在很湿的活性炭上可能会有变化,因为解吸VOCs活性炭上所吸附的水,需消耗大量的能量。
   因此,在从具有较高相对湿度的空气中回收溶剂时,或者在利用湿蒸气作为解吸剂时,装有炭层的吸附器的生产能力会有所降低。因此蒸气耗量与被提取的溶剂量之比,仅在评价解吸程度时才有意义。通常从经济观点出发,解吸过程可在达到一定残余容量的条件下中止;在二次回收循环中,应考虑到原始吸附能力的降低。在大多数情况下,以蒸气解吸30~40min已足够,极少见到用60min的情况;某种程度上,这与所用蒸气的湿度有关。
 
      (3)干燥
       在以蒸气置换解吸过程结束时,活性炭的孔隙和炭料颗粒的间隙均被水蒸气所饱和,这大大降低了二次循环中大量溶剂的吸附。因此,炭层应当干燥,通常以热空气和干燥气来实现。因为在设备的死角和炭料颗粒间的空间内仍有残留溶剂,尽管已被解吸,但还没有从吸附器中逸出,所以在干燥时应进行短时间的溶剂排空(几秒钟,最长也不过1~2min)。溶剂放空的尾气可利用设备结构改进措施来实现回收(封闭空气回路,多级吸附装置)。为实现深度回收,必须注意从炭层中排出全部剩余的湿气。在有剩余湿气气体存在的情况下,潮湿的炭显示出影响排空量的趋势,这对易挥发溶剂的回收来尤其突出。
 
      (4)冷却
       在干燥之后,是炭料层的冷却阶段,至少要冷却到40℃。溶剂与热炭的接触可导致裂解或氧化的放热反应,在极限情况下,这些放热反应可引起炭料层的局部过热和自燃。冷空气的耗量与吸附器结构的关系是1t活性炭需耗用20~200m³冷空气。

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