摘要：文章介紹了一種化工生產(chǎn)過程中排出的二氯甲烷廢氣的治理裝置——活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置和治理工藝，由于采用了優(yōu)越的吸附材料和先進的工藝設(shè)計，使吸附回收率達97%以上，收到了很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：二氯甲烷 活性炭纖維 吸附

許多石化、化工生產(chǎn)過程中排放大量有機廢氣，浪費了資源，污染了環(huán)境。在感光膠片的生產(chǎn)過程中有大量的二氯甲烷廢氣排出，我們利用活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置對其進行了治理，取得了顯著的效果，不僅獲得了很大的經(jīng)濟效益，而且收到了顯著的環(huán)境效益。

1.活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置系統(tǒng)簡介

1.1 裝置系統(tǒng)

活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置是利用活性炭纖維做吸附材料，參考了BTP環(huán)式吸附器結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種組合式的吸附器。結(jié)合實際生產(chǎn)過程，設(shè)計上采用了連續(xù)的吸附——脫附——再生操作程序，在二氯甲烷廢氣的治理工程中，設(shè)計采用了三箱吸附系統(tǒng)。工程設(shè)計的工藝系統(tǒng)如圖1所示。

1.2 吸附材料——活性炭纖維（ACF）的優(yōu)點

工業(yè)上對吸附材料的要求是具有大的比表面積，高的孔隙率，大的吸附容量，均勻的孔徑和較短的孔道，只有這樣，才能保證吸附劑有良好的吸附性能，大的吸附容量和較好的脫附性能。這樣才能滿足對氣體凈化的要求，另外，吸附劑的劣化，直接影響著吸附劑的使用壽命。

在傳統(tǒng)的有機廢氣吸附凈化中采用的是普通顆?；钚蕴?，由于顆?；钚蕴勘缺砻嫦鄬^小，孔道長，不僅吸附容量小，而且脫附性能差，使用過程中劣化速度快，使用壽命短。而活性炭纖維在諸多方面都比普通顆?；钚蕴烤哂忻黠@的優(yōu)勢。表1列出了兩種活性炭的主要差別。

由表1可以看出，活性炭纖維的比表面積遠大于顆?；钚蕴?，不僅如此，由于顆?；钚蕴康目讖捷^長，加之孔徑分布不均勻，可供利用的有效比表面積占總比表面積的比例更遠低于活性炭纖維，因此，活性炭纖維的吸附容量是顆?；钚蕴康?～40倍。而且吸附時炭纖維很短的時間即可達到吸附飽和，脫附速度快，脫附后殘留量少，使得活性炭纖維的使用壽命是顆?；钚蕴康?～5倍。由此可見，用活性炭纖維做吸附材料遠優(yōu)于顆?；钚蕴俊?/p>

1.3 裝置運行工藝程序

由圖1可以看出，三個吸附器共用一套管路系統(tǒng)，運行時相互切換。三個吸附器依次進入吸附狀態(tài)，即當(dāng)吸附器1吸附飽和后，切換到吸附器2吸附，然后吸附器3吸附；脫附—干燥再生工序也是依次進行。運行時，含二氯甲烷的廢氣由吸附器下部進入，在吸附器內(nèi)，廢氣穿過活性炭纖維，其中的二氯甲烷被炭纖維吸附下來，凈化后的氣體由吸附器頂部排出。脫附介質(zhì)采用水蒸氣。蒸汽由吸附器頂部進入，穿過活性炭纖維，將被吸附濃縮的二氯甲烷脫附出來并帶出吸附器進入冷凝器，經(jīng)過冷凝，二氯甲烷和水蒸氣的混合物被冷凝下來流入分層槽，在分層槽內(nèi)，二氯甲烷和冷凝水分離而回收。由于二氯甲烷不溶于水，冷凝水可以直接排放。吸附器完成脫附并經(jīng)干燥再生后，切換過來，繼續(xù)進行吸附。此種循環(huán)連續(xù)運行。系統(tǒng)運行過程中所有的動作切換，均由PLC系統(tǒng)自動完成，整個系統(tǒng)無人值守。

2.廢氣成分及處理要求

廢氣成分及處理要求如下：

廢氣流量：10000m³/h；

廢氣中二氯甲烷濃度：3000mg/m³；

排氣溫度：30℃；

排氣壓力：101.3kPa；

回收凈化要求>95%

3.系統(tǒng)運行參數(shù)和安全保障

3.1系統(tǒng)運行參數(shù)

(1)處理氣量的確定：根據(jù)二氯甲烷無爆炸極限的限制和廢氣的實際濃度，結(jié)合我們以往的治理經(jīng)驗，進入系統(tǒng)的實際處理氣量定為10000m³/h。

(2)系統(tǒng)阻力：系統(tǒng)阻力包括管路系統(tǒng)和吸附器本身的阻力，根據(jù)計算和實際經(jīng)驗，確定整個系統(tǒng)的阻力為5000Pa。

(3)操作氣速：根據(jù)活性炭纖維對二氯甲烷的吸附特性，結(jié)合以往的實際運行經(jīng)驗，確定操作氣速為0.15m/s左右。

(4)吸附溫度：<40℃。

(5)脫附溫度：110℃左右。

3.2系統(tǒng)運行的安全保障

由于二氯甲烷有劇毒，因此對其廢氣的處理，安全是最重要的。這一點必須在設(shè)計上有絕對可靠的保證。本工藝中特別注意了以下問題：

(1)切實保證系統(tǒng)的密封：處理易燃易爆氣體必須特別注意系統(tǒng)的密封問題。由于整個系統(tǒng)一直處在頻繁的切換之中，系統(tǒng)的密封問題就顯得特別重要。設(shè)計上采用了特殊措施，使整個系統(tǒng)不會出現(xiàn)絲毫泄露，保證了運行場所的安全。

(2)溫度的控制：吸附是一個放熱過程。因此，在連續(xù)操作時床層溫度會升高，一方面造成吸附率的下降，另外還可能給安全帶來隱患。系統(tǒng)設(shè)置了床層溫度監(jiān)控報警裝置，一旦溫度超過設(shè)計值，系統(tǒng)便自動報警并自動切換到安全位置。同時啟動降溫裝置，保證系統(tǒng)正常運行

(3)整個系統(tǒng)控制采用PLC，發(fā)生事故可自動處理并自動切換，整個系統(tǒng)運行中可以無人值守，保證系統(tǒng)運行的絕對安全。

4.運行結(jié)果和效益

本裝置經(jīng)過半年時間，運行狀況一直良好，吸附效率一直保持在97%以上。大大改善了大氣環(huán)境，從回收二氯甲烷的量看，回收量在700kg/d左右，若按每年運行300d計算，一年可回收二氯甲烷210t。若按每噸售價5000元，則該裝置每年可回收105萬元。出去運行費用和設(shè)備折舊，每年凈收益將達78.4萬元。

該工程總造價為126萬元。根據(jù)計算，裝置運行19個月即可收回全部投資；而本裝置的設(shè)計運行壽命是8年以上?？梢?，采用活性炭纖維吸附回收裝置回收含二氯甲烷廢氣，不僅具有很好的環(huán)境效益，而且還具有顯著的經(jīng)濟效益。

目前，我們利用該裝置還對含苯、環(huán)己烷、二氯乙烷廢氣等進行了回收，均獲得了顯著的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。