环保治 理工业废气处理多种再生方法讲解

文章出处:高达环保发表时间:2017-03-29 10:23:36【
  在吸附 床层操作接近破点时,就认为该床层已失效,必须进行再生,以便循环操作。由于吸 附剂的容量较低(一般仅40%左右,对有些有机物甚至在1%以下)所以再 生总是很频繁的。在用吸 附法净化废气时,再生与 吸附占有同样重要的地位。

  环保治理工业废气处理多种再 生方法的吸附剂再生,可以有以下两种情况:一种是 单纯脱除污染物,再生吸附剂,脱附出 来的废气可送去燃烧或催化燃烧(对可燃污染物);另一种 是在脱除吸附质的同时回收脱除的吸附质,这往往 是由于脱附出来的吸附质浓度较高或者价值较高。

  再生的 方法一般有下面几种:

  1. 环保治理工业废气处理多种再 生方法的加热解吸再生

  这是利 用吸附剂吸附容量在等压下随温度升高而降低的特点,在低温或常温下吸附,然后提高温度,在加热下吹扫脱附。这样的 循环方法又称作变温吸附。

  由于被吸附物质不同,吸附作用的强弱不同,细节温度也有不同,有机物摩尔容积在80~190mL/mol时,一般采用水蒸气、惰性气 体或烟道气吹脱,吹脱温度在100~150℃左右,称作“加热解吸”。而当吸附质摩尔/容积大于190ml/mol时,低温蒸汽已不能脱附,往往需要在700~1000℃的再生炉中进行,称作“高温灼烧”,使用的 脱附介质为水蒸气或CO2气体。

  解吸剂 的流动方向一般采用逆流吹脱的方式,即解吸 时解吸剂的流动方向与吸附时废弃的流动方向相反。这样操作的好处是:床层末 端的未使用部分不用解吸,这部分 床层是床层中最有效的部分,再次吸 附时出料中污染物浓度就比较低。解吸时,床层末端首先解吸,解吸完毕后,床层中 有一个残余负荷曲线,它在床 层底部负荷最低。若解吸剂顺向流过,则全部污染物(吸附质)都要通 过包括未用床层在整个床层;因为吸 附质在叫前面的床层中被吸解出来后,又会被 脚后面的未用床层所吸附,这样会 增加解吸的负荷,同时也 影响下一循环的分离效果。从解吸 完毕后床层内的残余负荷来看,其梯度 正好与逆流吹脱相反,即在床 层底部还有较高的残余负荷,因而影 响流出物中污染物的浓度。

  变温吸 附的优点是给热系数很大,加热迅速,解析完全,用水蒸 汽加热解吸有机化合物时,解吸后的产物以分层。缺点是 由于吸附剂导热系数一般较小,使得冷 却缓慢再生周期拉长。

  2. 环保治理工业废 气处理多种再生方法的降压或真空解吸

  该法是 利用吸附容量在恒温下随压力的下降而降低的特点,加压下进行吸附,减压或真空下解吸,这种循 环方法又称作变压吸附。它的优 点是无需加热或冷却床层,故又称无热再生法。其再生 的时间较变温吸附大大缩短。因而,此法循环周期短。吸附剂用量少,吸附器尺寸小。

  该法的 缺点是由于设备有死空间,因而导 致产物纯度与回收率不能同时兼顾。由于死 空间的气体不能参加分离,因而降 低了吸附设备的利用率,在降压 或抽真空排放死空间内气体时,白白浪 费了这部分气体,使回收率降低。为了回收这部分气体,提高废 气中有用组分回收率,采用多床层变压吸附,使吸附 器内的受压气体不直接放空而送入另一吸附器(或缓冲罐)中。利用这 部分气体来冲压(或称均压),从而回 收了这部分死空间内的气体,提高了 吸附组分的回收率,减少了动力消耗。

  变压吸附循环包括:吸附、均压、降压、抽空、冲洗,然后再冲压,吸附...几个阶段。

  在废气治理上,变压吸 附被用来从合成氨驰放气中回收氢,可制得98%以上的氢(回收率可达75%),以做其 他工业用氢或作合成氨原料,成为治 理合成氨驰放气中的一项重要措施。我国已 建立了变压吸附的工业装置。
工业废
气处理回收示意图

  3. 环保治理工业废气处理多种再 生方法的溶剂置换再生法

  某些热敏性物质,如不饱和烯烃类物质,在较高温度下易聚合,可以采 用亲合力较强的溶剂进行置换再生的方法。用解吸剂置换,使吸附质脱出来,然后加热床层,脱附解 吸剂在进行干燥,使吸附剂再生。此法又称变浓度吸附。脱附出来,因而解吸剂的选择,应使它 与吸附质组份间沸点差较大,便于整流分离。

  溶剂置 换再生方法多用于液体吸附。

  4. 其他再生方法

  还有一 些其他再生方法,例如药物再生法,微生物再生法,湿式氧化分解、电解氧化再生等等。

  其他环保治理工业废气处理再生方 法的研究在国外较多,其中以 微生物再生法最受人们注意。该法的 原理是筛选和驯化特殊的嗜氧细菌,利用它 的胞外酶降解或氧化有机吸附质,使之转化为小分子或CO2和H2O,以达到再生的目的。生物法简单易行,运转费用低。但对于 那些对微生物有毒的化合物无法进行再生。另外,大分子 转化为小分子化合物仍有可能被吸附,从而使再生受到限制。

  少数情况下,对于无 回收价值或难于回收的吸附质,如果挥 发性和水溶性极微,不致造成二次污染,且吸附剂价廉易得时,饱和的 吸附剂可以弃掉。如果弃 掉会造成二次污染,或再生过程较麻烦,或再生 过程有可能造成二次污染时,也可送专门工厂处理。例如,国内有 的工厂就将吸附了汞的活性炭送炼汞厂回收汞。

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