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      活性炭吸附脫附和冷凝工藝在石油行業的利用

      作者:zmhb 來源:原創 日期:2018-3-18 15:45:51 人氣:0

      工藝選擇說明

      有機廢氣治理,是指用多種技術措施,通過不同途徑減少有機溶劑用量或排氣凈化 以消除有機廢氣污染,有機廢氣污染源分布廣泛,為防止污染,除減少有機溶劑用量以減少有機廢氣的產生和排放外,排氣凈化是目前切實可行的治理途徑;常用的方法有吸附法、吸收法、燃燒法、冷凝法、生物法等,選用凈化方法時,應根據具體情況優先選用費用低、 耗能少、無二次污染的方法,盡量做到化害為利,充分回收利用成分和余熱;

      根據業主要求及我公司長期治理有機廢氣的經驗,采用活性炭吸附處理有機廢氣,活性炭吸附飽和以后采用對其進行脫附,屬于粘性物質,所以在廢氣進入活性炭吸附裝置前必須要進行預處理,否則,廢氣進入活性炭吸附裝置會造成不必要的麻煩,甚至使活性炭失效,因為廢氣中的粘性顆粒容易使活性炭“堵 死”。預處理采用干式過濾器,干式過濾器為雙級過濾, 過濾材質為過濾棉(需要定期更換),之后再使廢氣進入到吸附凈化裝置,從而確?;钚蕴康氖褂脡勖案咝蕛艋Ч_標排放。

      2、工藝流程圖(以三單元為例)

      工藝流程說明

      ◇ 噴淋塔和干式過濾器

      為了防止灰塵進入到活性炭吸附+冷凝裝置系統,以確保處理系統的氣源干凈、無油煙、無顆粒;在廢氣處理裝置前段我們采用噴淋塔和干式過濾箱來進行除油、除塵、降溫等預處理設備,噴淋塔采用防腐防銹的PP材質制作,為更好地吸附油氣,水箱內采用白油來噴灑以吸附油氣。干式過濾箱的過濾框采用金屬網制成框加架,內夾過濾材料,過濾器安裝在金屬箱體內,定期更換。過濾材料采用中效過濾框采用金屬網制成框加架,內夾過濾材料,過濾器安裝在金屬箱體內,定期更換。過濾材料采用合成 纖維無紡布和鋁復合物制成褶皺狀,具有通風量大、阻力小、容塵量大等特點;過濾段上裝有壓差計(指針式),當設備內部壓差超過 300-350Pa 時,提示清理或更換;

      ◇ 活性炭吸附+冷凝系統主要包括三部分:吸附氣體流程、脫附氣體流程、控制系統,詳見圖的工藝流程圖。

      吸附氣體流程:待處理的有機廢氣由風管引出后進活性炭吸附床,氣體進入吸附床后,氣體中的有機物質被活性炭吸附而著附在活性炭的表面,從而使氣體得以凈化,凈化后的氣體再通過風機排向大氣。


      控制系統:控制系統對系統中的風機、預熱器、溫度、閥門進行控制。當系統溫度達到預定的溫度時,系統自動停止預熱器的加熱,當溫度不夠時,系統又重新啟動預熱器,使冷凝裝置溫度維持在一個適當的范圍;當催化床的溫度過高時,開啟補冷風閥,向冷凝系統內補充新鮮空氣,可有效地控制冷凝器的溫度,防止冷凝器的溫度過高。此外,系統中還有阻火器,可有效地防止火焰。

      四、處理設備簡介

      1、干式過濾

      過濾箱體外殼采用 Q235 t=2mm 鋼板制成,外部連續焊接,無氣泡、夾渣等現象,整體美觀;過濾框架采用鍍鋅板 t=1.5mm 制成,保證支架整體強度牢固,外形美觀;

      2、活性炭吸附裝置

      吸附箱采用碳鋼制作,外涂油漆,內部裝有一定量的活性炭纖維,并設置高溫檢測裝置,當含有機物的廢氣經風機的作用,經過活性炭吸附層(整齊堆放),有機物質被活性炭特有的作用力截留在其內部,潔凈氣體排出;經過一段時間后,活性炭達到飽和狀態時,停止吸附,此時有機物已被濃縮在活性炭內;

      ◇ 吸附箱體外殼采用 Q235 t=2mm 鋼板制成,外部連續焊接,無氣泡、夾渣等現象, 整體美觀;

      ◇ 內部循環管道:內部循環管道采用 t=1.2mm 鍍鋅鋼板制作,折邊卡口連接,整體 美觀,密封性能好,法蘭采用螺栓連接;

      ◇ 廢氣收集管道采用 t=1.2mm 鍍鋅鋼板制作,折邊卡口連接,整體美觀,密封性能 好,法蘭采用螺栓連接;

      ◇ 主排風機選用國內優質產品,具體要求如下:風機采用皮帶輪驅動; 機殼材料采用優質鋼材制作,葉輪材質為 16Mn; 風機的平衡等級在 5.6 級以上;噪音不大于 85dB(A);風機風量、風壓等參數滿足設計要求,且性能穩定;

      ◇ 煙 囪:煙囪采用 t=1.5mm 碳鋼鋼板制作;煙囪高度為 15 米; ?

      “活性炭吸附+冷凝回收裝置”是一種固定環式吸附床裝置,以新型吸附材料活性炭纖維(Activated carbon fiber,ACF)為吸附材料,通過先進高效、安全可靠的工藝,機電一體化全自動控制技術處理各行業在生產過程中排出的有機廢氣。該技術具有吸附效率高、運行能耗低的優點,可充分回收工業廢氣中的有機溶劑,實現了保護環境和企業經濟利益大化的目標。此技術以活性炭纖維(顆粒)為吸附劑,油氣先通過冷卻器進行降溫,然后進入活性炭纖維(顆粒)吸附箱,油氣組分吸附在吸附劑表面,然后再經過變溫脫附,富集的油氣用飽和蒸汽脫附出來,進入冷凝器。液態化學品進入儲罐,凈化后的尾氣經排氣管排放。

      工業有機廢氣自動化回收裝置對傳統的有機溶劑吸附回收工藝進行了的改造,在工藝的核心部分吸附材料的選擇上,以性能優越的活性炭纖維代替了性能較差的普通顆?;钚蕴?;在吸附器的設計上參考了環式吸附器結構,設計了一種組合式的吸附器。結合實際生產過程,采用了連續的吸附-脫附-再生操作程序。在甲苯回收工程中,設計選用了三箱吸附系統。3個吸附器共用一套管路系統,運行時可相互切換。含有機溶劑的廢氣經過預處理后依次進入3個吸附器,當吸附器1吸附飽和后,切換到吸附器2吸附,吸附器2吸附飽和后,再切換到吸附器3吸附;脫附-干燥再生工序也是依次進行。運行時,含有機溶劑的廢氣由吸附器下部進入。在吸附器內,廢氣穿過活性炭纖維,其中的有機溶劑被活性炭纖維吸附下來,凈化后的氣體由吸附器頂部排出。脫附介質采用水蒸汽,由吸附器頂部進入,穿過活性炭纖維,將被吸附濃縮的有機溶劑脫附出來并帶出吸附器帶入冷凝器。經過冷凝,有機溶劑和水蒸汽的混合物被冷凝下來流入分層槽。在分層槽內,有機溶劑和冷凝水分離回收,冷凝水排入污水管道。吸附器完成脫附并經干燥再生后,繼續進行吸附。該循環系統連續運行。系統運行過程中所有的動作切換,均由PLC系統自動完成,整個系統運行無人值守。

      吸附回收工藝

      活性炭纖維吸附回收裝置使用優質不銹鋼為箱體,吸附箱內安置有一定數目的纏繞活性炭纖維氈的環式固定床。工藝可分為一級吸附工藝、二級或多級吸附工藝,吸附箱體之間通過管路和閥門或并或串連接,交替切換工藝步驟。

       1).預處理—吸附:去除酸堿腐蝕物質、固體顆粒物或液滴等夾帶物,降低廢氣溫度后經風機加壓進入吸附器,有機組分在穿透活性炭纖維床層時被吸附,吸附凈化后的氣體從頂部排放。

       2).脫附—再生:吸附回收工藝采用水蒸氣將有機物脫附,將活性炭纖維再生。脫附蒸汽由吸附器頂部進入,加熱活性碳纖維床層,脫附有機物。脫附后的活性碳纖維濕度和溫度都很高,需要向吸附器內吹掃空氣,使碳纖維吸附床層迅速降溫降濕,隨后進入下一個循環。

       3).冷凝回收:脫附產生的混合蒸汽經冷凝器冷凝回收液態混合液,混合液可通過重力分層、蒸餾、精餾等手段回收有機物。


      裝置特點與優勢

      1、活性炭纖維(顆粒)裝填量少,大幅度降低了尾氣凈化回收裝置的造價

      2、高品質、高效率地回收尾氣中的有機物

      3、適用范圍比較廣

      4、裝置緊湊,結構巧妙,氣阻小,占地少,運轉能耗低

      5、全自動運行,操作簡單,便于維修,運轉安全

      6、環境效益與經濟效益顯著,投資回收期短


      4、整套設備主要部件描述

      活性炭吸附系統

      ◇ 活性炭吸附 整套裝置中的核心部分,利用自身的吸附性能凈化有機廢氣;

      ◇ 超溫報警系統  保證活性炭在脫附過程中整套系統的安全運行;

      采用不銹鋼保護管測量脫附時碳層溫度;

      ◇ 風向調節閥門  采用電動閥門,電動執行器為優質品牌;

      ◇ 控制系統 整套系統采用 PLC 控制,安全、可靠;

      脫附系統

      ◇ 阻火器 由特制的多層金屬網組成,可阻止火焰通過,過濾掉氣體中較大的顆粒(污物),是本凈化裝置的安全裝置之一。

      ◇ 防爆器 為膜片泄壓方式,當設備運行出現異常時,可及時裂開泄壓,防止意外事故發生。

      ◇ 脫附風機 采用后引風式,使本裝置在負壓下工作。


      設備安全措施

      由于該系統中的廢氣是易燃易爆氣體且脫附再生時有高溫氣體產生,為了確保設備安全運行,除了加強安全教育,制定安全操作規程和安全管理制度外,特采取以下措施:

      ◇ 各設備要人員操作的凌空處均設置保護欄桿。

      ◇ 電器均嚴格執行有關規范及規程中有關防雷、接地安全措施和防范各種事故的保護措施。

      ◇ 煙囪設置避雷裝置。

      ◇ 設備阻火器,由特制的多層金屬網組成,可阻止火焰通過。

      ◇ 設置補冷風機控制溫度:當活性炭吸附床內的溫度高于設定值時,補冷風機會自動啟動,補充冷風,降低吸附床內溫度,確保安全運行。

      ◇ 活性碳吸附箱設置超溫自動聲光報警、斷電和補風降溫裝置。

      ◇ 高溫設備及管道采取隔熱保溫措施。




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