蔡炳良

（浙江環(huán)耀環(huán)境建設(shè)有限公司，杭州 310012）

1 前言

活性炭吸附回收技術(shù)是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的VOCs治理技術(shù)，不僅能有效回收治理有機(jī)廢氣，解決環(huán)境污染問(wèn)題，而且可為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，具有非常大的市場(chǎng)潛力[1]。目前，對(duì)活性炭吸附-脫附回收的研究報(bào)道較多[2～4]，但工程應(yīng)用最為廣泛的仍是以“活性炭吸附-水蒸汽脫附-冷凝回收”為主[5]。在實(shí)際應(yīng)用中，利用水蒸汽脫附工藝存在較多問(wèn)題，如會(huì)產(chǎn)生二次污染、活性炭使用壽命及利用率低、應(yīng)用具有一定的局限性、投資成本大等。開發(fā)利用惰性氣體作為脫附介質(zhì)回收有機(jī)溶劑，不僅能回收利用有機(jī)廢氣和惰性氣體，實(shí)現(xiàn)污染零排放，且對(duì)于提高活性炭和設(shè)備的使用壽命、節(jié)約投資成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要作用[6]。

2 吸附-氮?dú)饷摳?超重力精餾工藝

該裝置包括預(yù)處理系統(tǒng)、尾氣吸附系統(tǒng)、氮?dú)饷摳较到y(tǒng)和溶劑精制系統(tǒng)。工藝流程如下圖。

2.1 預(yù)處理系統(tǒng)

工藝流程示意圖

有機(jī)廢氣由主風(fēng)機(jī)經(jīng)三通閥門送入表冷器和過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理有兩個(gè)目的：1）使有機(jī)廢氣降溫，低溫有利于吸附操作，從表冷器出口的廢氣溫度為30℃～35℃；2）通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)去除廢氣中的固體雜質(zhì)、會(huì)毒化活性炭的雜質(zhì)等，以保護(hù)活性炭，延長(zhǎng)其使用壽命。

2.2 尾氣吸附系統(tǒng)

經(jīng)預(yù)處理后的尾氣進(jìn)入吸附器，在吸附器內(nèi)活性炭的吸附作用下，吸附回收廢氣中的有機(jī)物組分。

采用活性炭顆粒吸附器實(shí)現(xiàn)吸附，任何時(shí)候都保證有一個(gè)活性炭顆粒吸附器處于吸附狀態(tài)，一個(gè)活性炭顆粒吸附器處于再生狀態(tài)（包括氮?dú)饷摳健⒔禍剡^(guò)程），吸附器由PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)切換交替進(jìn)行，如此循環(huán)往復(fù)。

2.3 氮?dú)饷摳较到y(tǒng)

吸附器吸附飽和后，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入氮?dú)饷摳搅鞒獭５獨(dú)庾灾频獧C(jī)組產(chǎn)生，在氮?dú)饩彌_罐中保壓，待需要時(shí)，開啟閥門通入氮?dú)猓?jīng)換熱器與脫附氣換熱后進(jìn)入加熱器，加熱器采用導(dǎo)熱油加熱，控制溫度在130℃～200℃之間，通入吸附器炭層對(duì)溶劑進(jìn)行脫附，脫附氣經(jīng)換熱器與氮?dú)鈸Q熱后進(jìn)入冷凝器降溫，回收溶劑，經(jīng)氣液分離器分離后，轉(zhuǎn)入升溫過(guò)程；經(jīng)冷凝器、氣液分離器回收的溶劑暫存在溶劑緩沖罐中，待達(dá)到一定液位，即轉(zhuǎn)入溶劑精制系統(tǒng)。

2.4 溶劑精制系統(tǒng)

由于回收的溶劑中含有不高于5%的水（來(lái)源于空氣含水、活性炭吸水等），為了使回收溶劑具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，需要在溶劑精制系統(tǒng)中將其水含量降低至0.3%以下。由于有機(jī)混合液中含水量不高于5%，其余全部為有機(jī)物，故精制系統(tǒng)擬采用超重力精餾裝置對(duì)其進(jìn)行處理。

脫附冷凝的溶劑經(jīng)泵進(jìn)入超重力精餾裝置，完成溶劑脫水操作，在溶劑緩沖罐上設(shè)取樣裝置用于檢測(cè)水含量，若水含量合格，直接打到精溶劑儲(chǔ)罐，若水含量不合格，經(jīng)分子篩脫水罐處理后打到精溶劑儲(chǔ)罐。

3 吸附-氮?dú)饷摳?超重力精餾工藝特點(diǎn)

3.1 熱氮?dú)饷摳郊夹g(shù)

采用熱氮?dú)鈱?duì)吸附飽和的活性炭進(jìn)行脫附，其特點(diǎn)在于：1）可最大程度地保護(hù)活性炭，延長(zhǎng)其使用壽命；2）溶劑回收率高；3）回收溶劑含水量低，溶劑中的水主要來(lái)源于廢氣中含水及活性炭吸附水，一般回收溶劑中含水量不高于5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸氣脫附技術(shù)的溶劑含水量；4）脫附過(guò)程不用蒸氣，氮?dú)饧訜岵捎秒娀驅(qū)嵊?，尤其適合擴(kuò)建而供氣能力不足、新建鍋爐受限制的場(chǎng)合，可起到較好的效果。

3.2 超重力精餾技術(shù)

采用超重力精餾技術(shù)，精制有機(jī)物。超重力精餾系統(tǒng)設(shè)備占地面積小、投資少、運(yùn)行能耗低、處理精度高，具有廣泛的適用性。

4 與傳統(tǒng)工藝的比較

吸附法根據(jù)脫附工藝的不同可分為兩種：一種是吸附-蒸氣脫附-精餾法，另一種是吸附-氮?dú)饷摳?超重力精餾法，兩種方法的對(duì)比如下。

（1）吸附-蒸氣脫附-精餾法

該方法為傳統(tǒng)方法，市場(chǎng)占有率較高，其工藝流程為：有機(jī)廢氣經(jīng)降溫、過(guò)濾處理后，進(jìn)入吸附器進(jìn)行吸附，排出潔凈氣。吸附器吸附飽和后，采用蒸氣進(jìn)行脫附，脫附后得到含水混合溶劑，然后轉(zhuǎn)入精餾系統(tǒng)進(jìn)行溶劑與水、不同溶劑的分離，得到純?nèi)軇┓謩e進(jìn)行回收。

該方法的優(yōu)點(diǎn)：廢氣處理效果好、工藝成熟、可回收溶劑；缺點(diǎn)：能耗相對(duì)較高，不適用于易溶于水、易水解的溶劑，溶劑回收率不高，對(duì)吸附劑的損害較大。

（2）吸附-氮?dú)饷摳?超重力精餾法

針對(duì)上述問(wèn)題開發(fā)出的吸附-氮?dú)饷摳?超重力精餾工藝流程為：有機(jī)廢氣經(jīng)降溫、過(guò)濾處理后，進(jìn)入吸附器進(jìn)行吸附，排出潔凈氣。吸附器吸附飽和后，采用熱氮?dú)膺M(jìn)行脫附，脫附后得到混合溶劑，然后進(jìn)入超重力精餾系統(tǒng)分離混合溶劑后，得到純?nèi)軇┻M(jìn)行回收。

該方法的優(yōu)點(diǎn)：廢氣處理效果好，能耗較低，溶劑回收率高，對(duì)吸附劑損害小，尤其適用于易水解溶劑的回收；缺點(diǎn)：設(shè)備整體投資略高于傳統(tǒng)方法。

上述兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下表。

吸附法兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)比較表

5 結(jié)論

采用吸附-氮?dú)饷摳?超重力精餾法工藝不僅能有效回收有機(jī)溶劑，實(shí)現(xiàn)污染零排放，而且可突破以往技術(shù)的局限性，拓寬吸附-蒸氣脫附-精餾法的應(yīng)用范圍，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 許業(yè)偉，袁文輝．可揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣治理新進(jìn)展[J]．廣東化工，2001（2）：12-16．

[2] 李松卿，王欣，許綠絲，等．ACF床動(dòng)態(tài)吸附及脫附性能試驗(yàn)研究[J]．電力環(huán)境保護(hù)，2007，23（3）：28-31．

[3] 趙浩，董文龍，劉志英，等．活性炭吸附苯酚及其微波輻照再生效果[J]．南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，32（1）：28-32．

[4] DAS D，GAUR V，VERMA N．Removal of volatile organic compounds by activated carbon fiber[J]．Carbon，2004（42）：2946-2962．

[5] 羅福坤．VOCs在顆粒炭固定床吸附器上吸附行為的研究[J]．海峽科學(xué)，2009（6）：92-93．

[6] 羅水源，羅福坤，李澤清．活性炭吸附-氮?dú)饷摳交厥找宜嵋阴スに囇芯縖J]．中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015（4）：56-58．