活性炭吸附氮气脱附冷凝回收装置


设备原理简述：

①吸附过程：采用圆柱状溶剂性生物质活性炭吸附塔进行有机气体吸附，吸附废气中的VOCs成分，剩余的洁净气体通过烟囱排入大气；

②脱附过程：采用热氮气（150℃）对活性炭吸附层进行吹扫，使脱附的VOCs脱附，进入废气混合器；

③活性炭冷却：冷氮气进行活性炭冷却；

④经过活性炭浓缩后的废气进入RTO进行热氧化分解，浓缩后的VOCs浓度能够满足RTO系统的运行，无需添加额外的燃料。

系统通过阀门的切换来控制活性炭吸附罐的运行周期，轮流进行吸附脱附，循环工作，保证系统的连续运行。利用氮气对VOCs脱附，不会燃烧和爆炸、不会增加有机物残留、提高了活性炭吸附系统的安全性和使用寿命；氮气保护VOCs废气的脱附是关键的技术部分。

活性炭吸附回收技术是一种简单实用的VOCs治理技术，不仅能有效回收治理有机废气，解决环境污染问题，而且可为企业创造可观的经济效益，具有非常大的市场潜力[1]。目前，对活性炭吸附—脱附回收的研究 报道较多[2~4]，但在实际工程中应用最为广泛的仍是以
“活性炭吸附—水蒸汽脱附—冷凝回收”为主[5]，然而 利用水蒸汽脱附工艺在实际应用中也存在较多问题，如会产生二次污染、活性炭使用寿命及利用率低、应用具有一定的局限性、投资成本大等等。因此开发利用阻燃性气体作为脱附介质回收有机溶剂，不仅能回收利用有机废气和阻燃性气体，实现污染零排放，而且对于提高活性炭和设备的使用寿命、节约投资成本、提高市场竞争力具有重要作用。
 设备分为四个部分：
（1） 配气系统：采用鼓空气法，通过调节蠕动泵及废气发生器的温度来配置实验所需要的气体浓度。浓度测定采用PID检测器。
（2） 吸附系统：配置好的废气经吸附罐6进行净化处理，净化后的气体经排空口排放。取样点5、7分别设在吸附罐进气口和吸附罐出气口，监测吸附前后乙酸乙酯的浓度变化。
（3） 置换系统：吸附完成后，用氮气将系统内的气体全部置换，氧含量检测仪实时监控系统氧浓度的变化。
（4） 脱附系统：脱附系统中的氮气经加热器加热到实验所需要的温度后进入吸附罐进行逆向解吸，解吸出来的气体经过冷凝器进行冷凝回收，未冷凝的气体经循环风机重新送回到加热器中进行加热再解吸。
1.1 最佳脱附温度的选择
由以上实验结果可知，提高脱附温度或者增加脱附风量，均能提高脱附效率、缩短脱附时间，在不考虑能耗的情况下，温度越高，脱附风量越大，越有利于脱附的进行。但是，综合能耗分析，在脱附气速一定的情况下，热氮气的温度越高，其脱附需要的氮气量越小，因此固定床变温脱附存在一个最优化条件[7]。本实验通过 考察脱附温度、氮气量及能耗三者的关系来确定最适宜的脱附温度。
根据热量公式：Ep = Cpg·Qp（Tr - T0）
其中，Ep为脱附需要的能量，KJ；Cpg为氮气的热容，
KJ/Kg·℃；Qp为脱附回收1g乙酸乙酯需要的氮气量，L；Tr 为脱附温度，℃；T0为参考温度，本实验取25℃。
（1） 经过多次吸附和热氮气脱附再生的实验可发现，采用热氮气作为脱附介质循环脱附的方式不会造成活性炭吸附能力显著下降。
（2） 在相同的脱附条件下，提高脱附温度或者增加脱附风量，均能够加快脱附过程，缩短脱附时间，提高脱附效率。
（3） 活性炭脱附再生时，热氮气的脱附温度和气量存在一个最优化条件，高于或低于此值都会导致能耗的增加。实验研究结果显示，本实验的经济温度为140℃。
（4） 采用活性炭吸附—热氮气脱附—冷凝回收工艺不仅能有效回收有机溶剂，实现污染零排放，而且可突破以往技术的局限性，拓宽活性炭吸附—水蒸汽脱附。
本公司自主研发生产氮气脱附系统，欢迎来电咨询，有相关案例可参观。