活性碳吸附技術在工業(yè)廢氣治理中的應用
來源：東莞市綠峰環(huán)保機電工程有限公司 閱讀：2387 更新時間：2009-05-05 15:31摘要:本文分析了我國工業(yè)生產(chǎn)中的有機廢氣處理問題，闡述了解決有機氣體回收的重要性。通過對比各種有機廢氣處理技術，凸顯了活性碳纖維回收技術的優(yōu)越性。通過其在印刷化工行業(yè)的應用實例，提出推廣應用活性碳纖維有機廢氣回收技術將創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。
1 有機廢氣及其危害
在工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中會產(chǎn)生各種各樣的有機廢氣，這些有機廢氣不僅會造成大氣污染，危害人體健康，而且還會造成資源的浪費。如在塑料印刷過程中，隨著油墨的干燥會排出大量的混合溶劑廢氣；覆膜過程中會排出大量的乙酸乙酯等廢氣。
有機廢氣中所含的揮發(fā)性有機化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），一般是指室溫下飽和蒸氣壓超過70.91Pa或沸點小于260℃的有機物，包括脂肪烴、芳香烴、酯類、酮類、醚類和鹵代烴等。有機廢氣是有毒、有害的氣體，它釋放在空氣中不僅會造成嚴重的環(huán)境污染，而且人體若長期接觸或吸入，將會給神經(jīng)系統(tǒng)及造血功能帶來嚴重危害，甚至引發(fā)癌變及其他嚴重疾病直至死亡。
隨著社會的發(fā)展，物質(zhì)文明和生活水平的提高，環(huán)境保護意識的增強，有機廢氣的排放造成的環(huán)境污染及其對人體健康的嚴重危害越來越成為各級政府和民眾關注的焦點。由于幾乎各行各業(yè)都會排放有機廢氣，而且涉及這些有機物生產(chǎn)和使用的場所目前絕大部分尚未被治理。因此，如何在保持企業(yè)持續(xù)發(fā)展和社會需求的條件下，消除有機廢氣對環(huán)境和人體健康的嚴重危害，并能有效回收利用這些有機廢氣，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的“雙贏”，已成為各企業(yè)所面臨的嚴峻問題。而清潔生產(chǎn)將是解決這一難題最理想的辦法和途徑。從環(huán)保出發(fā)，在法律上予以規(guī)范，運用循環(huán)經(jīng)濟理論，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，并利用高科技開發(fā)出有機廢氣循環(huán)利用新技術，實現(xiàn)有機廢氣的資源化回收利用。
2 有機廢氣的回收處理方法
目前常用的有機廢氣回收處理方法主要有冷凝法、吸收法、變壓吸附法、吸附法與膜分離技術。現(xiàn)有的有機廢氣的回收處理方法與技術已無法滿足日益增長的經(jīng)濟發(fā)展的需要和環(huán)境保護的要求，研究開發(fā)新型的、以實現(xiàn)有機廢氣資源化回收利用為目的的方法與技術已迫在眉睫。本文重點介紹的是吸附法中的活性碳纖維吸附法。
以新型吸附材料—活性碳纖維（ACF）為吸附劑的吸附法是近幾年發(fā)展起來的一種新型的有機廢氣回收方法。與傳統(tǒng)的以活性炭為吸附劑的炭質(zhì)吸附法相比，活性碳纖維具有有效吸附容量大、吸附設備小、吸附效率高、吸附脫附快、有機廢氣資源化利用率高等優(yōu)點，被認為是最有效的回收凈化有機廢氣的新方法，近年來已引起廣大研究工作者和相關企業(yè)的極大關注。
活性碳纖維是繼粉末狀、粒狀活性炭之后于20世紀60-70年代發(fā)展起來的第三代新型功能吸附材料。與傳統(tǒng)的活性炭相比，活性碳纖維具有以下優(yōu)異特性：1）比表面積大，有效吸附容量高；2）吸附、脫附快，能耗低，容易再生；3）強度高、壽命長；4）形狀多樣，便于工程應用；5）可吸附低濃度氣體；6）吸附選擇性強。
3 活性碳纖維有機廢氣回收裝置
以活性碳纖維有機廢氣回收裝置中典型的三箱吸附裝置為例，分析其設備組成、工藝流程及技術特點。
3.1 設備組成
吸附設備由引風風機、表冷器、過濾器、吸附器、分層槽等組成，整個系統(tǒng)的運行由PLC程序控制，自動切換吸附器，使之交替進行吸附、解吸和干燥工藝過程的操作。
3.2 工藝流程
活性碳纖維有機廢氣回收技術工藝流程見下圖：
揮發(fā)性有機氣體先經(jīng)過一定的前處理裝置，再經(jīng)過濾器進一步去除尾氣中的雜質(zhì)，以保證這些雜質(zhì)不占用活性碳纖維的孔隙，影響活性碳纖維的吸附效率和使用壽命；過濾后的尾氣經(jīng)風機引入吸附設備。
吸附了一定數(shù)量有機溶劑的活性碳纖維，用飽和水蒸汽進行解吸，解吸完成后將通過過濾的外界空氣送入吸附器由風機進行干燥，使活性碳纖維床層冷卻并去除殘留的蒸汽，使活性碳纖維保持較高的吸附效率。干燥好的吸附器進入下一工作程序循環(huán)進行吸附。
解吸出的含有機物的混合蒸汽進入冷凝器中進行一級冷凝，冷凝液再經(jīng)板式冷凝器冷卻，經(jīng)過冷凝的有機物和冷凝水進入分層槽，經(jīng)重力分層，上層的有機物自動溢流至儲槽，然后經(jīng)輸送泵送到吸附回收設備；下層的冷凝水排入廢水處理系統(tǒng)。
3.3 技術特點
（1）結構合理
吸附芯為籠型結構，具有活性碳纖維用量少，處理風量大的特點，可大幅度降低有機廢氣處理成本。
（2）吸附率高
由于活性碳纖維的比表面積特性，決定了其吸附率可高達95%以上。采用專利技術可以實現(xiàn)多級吸附，可以達到極高的吸附率，是目前國際上能夠達到苛刻的環(huán)保排放要求的吸附裝置。
（3）運行能耗低、費用低
由于活性碳纖維的脫附、再生能耗低，再加上活性碳纖維纏繞芯的氣流阻力小、風機功率小，所以在運行中活性碳纖維有機廢氣凈化回收裝置的氣耗和電耗均比較低。
（4）全自動控制、無人值守運行
采用德國西門子可編程序控制器中央控制，集成電磁閥、德國費斯托氣缸執(zhí)行動作，可靠性高。按照工藝流程設計的模擬盤顯示，運行狀況可以一目了然，并設計有故障檢測及指示功能？煽啃詮姟⒉僮骱唵、便于維護。
（5）安全可靠、適用于有爆炸危險場所
采用防爆風機、防爆泵？刂乒瘛鈩庸癫捎谜龎悍辣夹g，外部信號通過安全柵連接，系統(tǒng)接地，確保了裝置的安全性。
