吸附法处理VOCs有机废气的工艺组成及要求

有机废气处理的情况特别复杂，各行各业均有其特殊性，就废气成分来说，有含尘的、含水的、含油雾的、含漆雾等，并且多数情况下都是多种气体的混合物，而且就排放方式也各不相同（分散、集中、连续性、稳定性等）；废气的参数差别也很大，所以就决定了采用的处理工艺也不一样。

源和环保小编为您介绍使用吸附法来对VOCs废气处理工艺中的吸附-水蒸气脱附-冷凝回收工艺，该回收工艺包含预处理系统、吸附系统、脱附再生系统、冷凝回收系统、自动控制系统、后处理系统等多个子系统。
  （1）预处理系统   按照《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》的要求: 

① 预处理设备应根据废气的成分、性质和影响吸附过程的物质性质及含量进行选择。

② 当废气中颗粒物含量超过1mg/m3时，应先采用过滤或洗涤等方式进行预处理。

③ 当废气中含有吸附后难以脱附或造成吸附剂中毒的成分时，应采用洗涤或预吸附等预处理方式处理。

④ 当废气中有机物浓度较高时，应采用冷凝或稀释等方式调节至其极限下限的25％(实际操作时可以按照40％设计);当废气温度较高(或较低)时，采用换热方式将废气温度调节至40℃以下。
  （2）吸附系统   吸附系统是整个工艺技术的核心，吸附系统的性能决定该技术的处理效果和回收效果。主要包括系统阀门、吸附器、吸附剂。

①阀门选择需要考虑，因为挥发性有机物大都易燃易爆，因而，阀门开关驱动尽量采用气动控制，安全性较高，同时阀门密封性要好，绝对乙出现泄漏。

②吸附器的形式   该工艺多采用固定床环式吸附器，用活性碳纤维作吸附剂;因其占地面积小、阻力小而且易于组合，常被用于自动化回收装置中吸附器的设计要注意几个重要细节:

a、气体进、出口设计要合理，气流分布要均匀；

b、需要考虑吸附剂装填空间、吸附器检修空间；
c.仪器、仪表预留口(包括监测口)须设计准确；
d.增加安全措施，如吸附剂内部的温度控制、泄压阀、必要的液封等。

根据企业生产流程，排气气量、排气连续或间歌性，吸附床可采用单、双或多床组合，连续排气的工况需要配有备用床，在某些特定行业还需要配有事故床，以便在不停机的情况下对吸附床进行检修。

③吸附剂的选择   目前，VOCs有机废气处理回收多使用炭基吸附剂，它们包括颗粒活性炭、蜂窝活性炭、活性碳纤维毡等，有时候也使用沸石分子筛或硅胶作吸附剂。环式固定床多使用活性碳纤维毡，在处理大风量低浓度废气时，使用蜂窝活性炭居多;而利用移动床和流化床时，需要选择特别耐磨的颗粒活性炭。这里还需要一提的是，在回收混合溶剂(如汽油、涂布行业的VOCs)时，当废气中所含成分的分子动力学直径范围较宽时，应采用以中孔为主的活性炭。在采用转轮进行浓缩回收时，多采用沸石分子筛作吸附剂。

目前对于各类活性炭已出台了一系列国家标准，这些标准中均以四氯化碳吸附率、比表面积、碘值等为判断依据。

采用活性炭为吸附剂、蒸汽脱附工艺回收有机物的工程，对某些有机物具有局限性，实际工程实施中必须注意:

a、具有危险性的有机物，代表性有机是环己酮，容易积蓄在活性炭上，会发生急剧的链式反应，使得系统会产生安全隐患，如尾气中含有该物质，须避免采用活性炭基吸附剂其他酮类物质如丁酮、异氟尔酮也具有一定危险性，设计时必须考虑多重防护措施。

b.对于一些不易从炭基吸附剂上脱附的物质(见第三章)，要考虑适当的处理方法。

c.由于活性炭表面存在一些催化活性点，这些点能够催化一些易氧化易聚合的物质发生反应，如可催化氧化负2价硫离子成为单质硫，催化苯乙烯、甲醛等物质的聚合反应而生成它们的聚合物，这些单质硫和聚合物覆盖在吸附剂上，使吸附剂失去吸附功能。

（3）脱附再生系统   当吸附操作接近床层破点时，要对吸附剂进行脱附。脱附介质采用低压水蒸气。水蒸气气源一般是0.6MPa，经减压阀对其进降压后为0.1MPa左右，此时蒸汽温度在100左右。采用蒸汽脱附成后，层内残留较多的水分，需采用热空气对其干燥再生，或者采用真空泵对其进行微负压抽气，减少床层内水分和溶剂残留。干燥完成后还须通入冷风对床层降温，达到吸附要求后备用脱附蒸汽用量一般采用经验进行估算，精确的计算方法参见第三章第七节“吸附法治理挥发性有机污染物”。

（4）冷凝回收系统   经过加热脱附，出口部分为水蒸汽和高浓度有机物的混合物，经过冷凝、静置后，不溶于水的有机物和水分离，直接回收利用，水溶性有机物则处于水相中，需要进行后处理。产生的废水需要经过处理达标排放。
该部分主要设备有冷凝器和分层槽，冷凝器可采用列管式冷凝器或板式换热器，在实际应用中，一般采用列管式冷凝器，板式换热器整体占用空间小，但若产生堵塞、结垢很难清；另外，由于制造工艺的问题，板式换热器因腐独原因，还常常出现泄漏。为此不主张使用板式换热器。分层槽用于不溶性有机物和冷凝水自动分离，通过密度差形成上层或者下层的有机物相，设计时需要考虑静置停留时间以及有机物的转移。

（5）后处理系统

①对不溶于水的回收溶剂的后处理一般情况下，由于采用的吸附剂在吸附前均经过清洗，而在吸附过程中又没有杂质进人，因此，如果回收的是单一组分，如甲苯，就可将分离出的有机物直接送入原料罐。如果回收品是混合物，而且是由同一个生产工序排放的，则不必进行严格的分离，只需对其进行成分的调整，达到原来的标准，即可直接作原料使用。

这里需要一提的是，如果对回收品有严格的含水率要求，则需要进一步除水。

②对于溶于水的回收溶剂的后处理   若回收品是溶于水的，则采用水蒸气脱附后的冷凝液，如丙酮、二甲基甲酰胺等，则需采用蒸馏的办法对其进行分离。

（6）自动控制系统   对于连续运行的吸附回收工艺，一般都设置自动控制系统。控制系统一般采用PLC对整个系统的运行操作进行自动控制，并设有控制面板。控制系统设计要严格按照规范要求。

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