活性炭吸附技術淨化VOCs廢氣的适用範圍及預處理等特殊要求

當前我國(guó)VOCs涉及的污染行業廣且各行業排放的VOCs種(zhǒng)類繁多、成(chéng)分複雜,常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、幹洗、噴塗、化工等生産或使用有機溶劑的行業都(dōu)會産生VOCs排放。此外,治理技術體系複雜,涉及十多種(zhǒng)技術及組合技術,一般一個治理企業隻能(néng)掌握一種(zhǒng)技術到幾種(zhǒng)技術;尤其業内對(duì)技術适用範圍、使用條件缺乏規律性認識,對(duì)工藝設計和淨化裝備設計存較大随意性等問題。

活性炭吸附法的适用範圍及廢氣的預處理要求

廢氣的預處理

除溶劑和油氣儲運銷裝置的有機廢氣吸附回收外,進(jìn)入吸附裝置的有機廢氣中有機物的濃度應低于其爆炸極限下限的25%。當廢氣中有機物的濃度高于其爆炸極限下限的25%時,應使其降低到其爆炸極限下限的25%後(hòu)方可進(jìn)行吸附淨化。【活性炭吸附】

對(duì)于含有混合有機化合物的廢氣,其控制濃度P應低于最易爆炸組分或混合氣體爆炸極限下限值的25%,即P<min(Pe ,Pm)×25%,Pe爲最易爆組分爆炸極限下限值(%),Pm爲混合氣體爆炸極限下限值,Pm按照下式進(jìn)行計算:

Pm=(P1+P2+…+Pn)/(V1/P1+V2/P2+…+Vn/Pn) 

式中:

Pm  ——混合氣體爆炸極限下限值,%

P1,P2,…,Pn  ——混合有機廢氣中各組分的爆炸極限下限值,%

V1,V2,…,Vn  ——混合有機廢氣中各組分所占的體積百分數,%

n  ——混合有機廢氣中所含有機化合物的種(zhǒng)數。  

廢氣濃度:LEL 25～50%

進(jìn)入吸附裝置的廢氣溫度宜低于40℃。

1、由于活性炭表面(miàn)通常含有大量的含氧基團,一般活性炭均具有較強的吸水能(néng)力,與有機物産生競争吸附作用。

2、活性炭中含有灰分(金屬氧化物),提高了其吸水能(néng)力。

如何提高活性炭的疏水性能(néng)?

(1)原材料的影響:如煤種(zhǒng)的影響、瀝青基球型活性炭具有較好(hǎo)的疏水能(néng)力;

(2)高碘值活性炭(揮發(fā)份低)的疏水能(néng)力通常要優于低碘值的活性炭; 

(3)對(duì)活性炭進(jìn)行表面(miàn)疏水改性,去除或減少表面(miàn)含氧基團、降低灰分(金屬氧化物)。

進(jìn)入吸附裝置的顆粒物含量宜低于1mg/m3。

粉塵:細顆粒物(化工、家具等)

漆霧顆粒物(形成(chéng)氣溶膠):影響最大(噴塗廢氣的處理難題)

絮狀顆粒物(印刷、橡膠、化纖等生産過(guò)程)

1、活性炭的“中毒”(或劣化):

高沸點(或“半揮發(fā)性”)物質再生困難,在活性炭上聚集,如矽烷、油脂等化合物,需要通過(guò)冷凝、過(guò)濾、吸附等預處理首先進(jìn)行去除;

發(fā)生聚合反應,造成(chéng)在活性炭上聚集,如甲醛、苯乙烯等;

二硫化碳(硫化氫)等吸附反應形成(chéng)單質硫的聚集。

在吸附氣體中即使含有微量的高分子物質或聚合性物質,在活性炭中聚集,也會很快引起(qǐ)活性炭吸附性能(néng)急劇下降。

2、活性炭的反應活性(催化性):

活性炭表面(miàn)具有催化活性,會與一些化合物部分進(jìn)行氧化、水解等催化反應。

典型反應:

(1)乙酸乙酯、乙酸丙酯等易發(fā)生水解反應形成(chéng)有機酸;【吸附技術】

(2)MEK(甲乙酮)、MIBK(甲基異丁基酮)易被(bèi)氧化形成(chéng)有機酸和丁二酮;環己酮氧化或聚合形成(chéng)環亞己基環己酮;

(3)甲醛、苯乙烯等易發(fā)生聚合反應;

(4)其他:如樹脂生産中的添加劑帶入二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺在活性炭上會發(fā)生水解生産二甲胺,造成(chéng)臭氣排放問題。

造成(chéng)的問題:

(1)回收的溶劑變色、發(fā)臭(如包裝印刷廢氣);

(2)聚合後(hòu)難再生,造成(chéng)活性炭中毒(劣化)

(3)反應放熱,造成(chéng)活性炭著(zhe)火。