環保治理工業廢氣處理多種再生方法講解

文章出處:高達環保發表時間:2017-03-29 10:23:36【
  在吸附床層操作接近破點時,就認為該床層已失效,必須進行再生,以便循環操作。由于吸附劑的容量較低(一般僅40%左右,對有些有機物甚至在1%以下)所以再生總是很頻繁的。在用吸附法凈化廢氣時,再生與吸附占有同樣重要的地位。

  環保治理工業廢氣處理多種再生方法的吸附劑再生,可以有以下兩種情況:一種是單純脫除污染物,再生吸附劑,脫附出來的廢氣可送去燃燒或催化燃燒(對可燃污染物);另一種是在脫除吸附質的同時回收脫除的吸附質,這往往是由于脫附出來的吸附質濃度較高或者價值較高。

  再生的方法一般有下面幾種:

  1. 環保治理工業廢氣處理多種再生方法的加熱解吸再生

  這是利用吸附劑吸附容量在等壓下隨溫度升高而降低的特點,在低溫或常溫下吸附,然后提高溫度,在加熱下吹掃脫附。這樣的循環方法又稱作變溫吸附。

  由于被吸附物質不同,吸附作用的強弱不同,細節溫度也有不同,有機物摩爾容積在80~190mL/mol時,一般采用水蒸氣、惰性氣體或煙道氣吹脫,吹脫溫度在100~150℃左右,稱作“加熱解吸”。而當吸附質摩爾/容積大于190ml/mol時,低溫蒸汽已不能脫附,往往需要在700~1000℃的再生爐中進行,稱作“高溫灼燒”,使用的脫附介質為水蒸氣或CO2氣體。

  解吸劑的流動方向一般采用逆流吹脫的方式,即解吸時解吸劑的流動方向與吸附時廢棄的流動方向相反。這樣操作的好處是:床層末端的未使用部分不用解吸,這部分床層是床層中最有效的部分,再次吸附時出料中污染物濃度就比較低。解吸時,床層末端首先解吸,解吸完畢后,床層中有一個殘余負荷曲線,它在床層底部負荷最低。若解吸劑順向流過,則全部污染物(吸附質)都要通過包括未用床層在整個床層;因為吸附質在叫前面的床層中被吸解出來后,又會被腳后面的未用床層所吸附,這樣會增加解吸的負荷,同時也影響下一循環的分離效果。從解吸完畢后床層內的殘余負荷來看,其梯度正好與逆流吹脫相反,即在床層底部還有較高的殘余負荷,因而影響流出物中污染物的濃度。

  變溫吸附的優點是給熱系數很大,加熱迅速,解析完全,用水蒸汽加熱解吸有機化合物時,解吸后的產物以分層。缺點是由于吸附劑導熱系數一般較小,使得冷卻緩慢再生周期拉長。

  2. 環保治理工業廢氣處理多種再生方法的降壓或真空解吸

  該法是利用吸附容量在恒溫下隨壓力的下降而降低的特點,加壓下進行吸附,減壓或真空下解吸,這種循環方法又稱作變壓吸附。它的優點是無需加熱或冷卻床層,故又稱無熱再生法。其再生的時間較變溫吸附大大縮短。因而,此法循環周期短。吸附劑用量少,吸附器尺寸小。

  該法的缺點是由于設備有死空間,因而導致產物純度與回收率不能同時兼顧。由于死空間的氣體不能參加分離,因而降低了吸附設備的利用率,在降壓或抽真空排放死空間內氣體時,白白浪費了這部分氣體,使回收率降低。為了回收這部分氣體,提高廢氣中有用組分回收率,采用多床層變壓吸附,使吸附器內的受壓氣體不直接放空而送入另一吸附器(或緩沖罐)中。利用這部分氣體來沖壓(或稱均壓),從而回收了這部分死空間內的氣體,提高了吸附組分的回收率,減少了動力消耗。

  變壓吸附循環包括:吸附、均壓、降壓、抽空、沖洗,然后再沖壓,吸附...幾個階段。

  在廢氣治理上,變壓吸附被用來從合成氨馳放氣中回收氫,可制得98%以上的氫(回收率可達75%),以做其他工業用氫或作合成氨原料,成為治理合成氨馳放氣中的一項重要措施。我國已建立了變壓吸附的工業裝置。
工業廢氣處理回收示意圖

  3. 環保治理工業廢氣處理多種再生方法的溶劑置換再生法

  某些熱敏性物質,如不飽和烯烴類物質,在較高溫度下易聚合,可以采用親合力較強的溶劑進行置換再生的方法。用解吸劑置換,使吸附質脫出來,然后加熱床層,脫附解吸劑在進行干燥,使吸附劑再生。此法又稱變濃度吸附。脫附出來,因而解吸劑的選擇,應使它與吸附質組份間沸點差較大,便于整流分離。

  溶劑置換再生方法多用于液體吸附。

  4. 其他再生方法

  還有一些其他再生方法,例如藥物再生法,微生物再生法,濕式氧化分解、電解氧化再生等等。

  其他環保治理工業廢氣處理再生方法的研究在國外較多,其中以微生物再生法最受人們注意。該法的原理是篩選和馴化特殊的嗜氧細菌,利用它的胞外酶降解或氧化有機吸附質,使之轉化為小分子或CO2和H2O,以達到再生的目的。生物法簡單易行,運轉費用低。但對于那些對微生物有毒的化合物無法進行再生。另外,大分子轉化為小分子化合物仍有可能被吸附,從而使再生受到限制。

  少數情況下,對于無回收價值或難于回收的吸附質,如果揮發性和水溶性極微,不致造成二次污染,且吸附劑價廉易得時,飽和的吸附劑可以棄掉。如果棄掉會造成二次污染,或再生過程較麻煩,或再生過程有可能造成二次污染時,也可送專門工廠處理。例如,國內有的工廠就將吸附了汞的活性炭送煉汞廠回收汞。

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