活性炭纤维吸附+蒸汽冷凝回收甲苯废气

一、目的为正确使用、维护甲苯尾气吸附回收装置，延长设备使用寿命，保障安全生产，特制订本规程。

二、范围：本规程适用于甲苯尾气吸附回收装置使用、保养、维修和管理。

三、职责1.节能机电科负责本规程的编制、修订和培训。

2.设备使用部门负责本规程贯彻执行。

3.设备使用部门负责建立设备运行、维护保养及检维修等记录。

四、设备介绍及操作规程4.1设备简介4.1.1工艺原理生产车间高浓度有机甲苯废气通过风管收集后经冷凝器进行深度冷凝，回收部分甲苯，并降低甲苯尾气进入尾气处理装置初始浓度。

不能冷凝（冷凝器出口）的甲苯废气接入缓冲罐中，经过除水过滤后，由尾气风机抽吸经过尾气过滤器引入活性炭纤维+颗粒碳两级吸附单元进行吸附和再生，将尾气中的甲苯有机物回收下来，同时实现尾气达标排放。

设备共有四个吸附单元，交替循环进行吸附和再生（脱附+干燥），实现尾气连续不间断得以处理和达标排放。

4.1.2工艺流程工艺流程演示及控制阀门、监测仪表位置如下图：一级吸附和二级吸附各有两个吸附单元交替循环进行吸附-脱附-干燥过程，工艺过程如下图：4.2设备操作要求设备使用必须指定专人操作，设备操作人员必须经过安全培训及设备使用培训，并且熟悉设备的工艺过程、操作要求、操作方法及具备对设备阀门、仪表仪器的识别与判断、一般异常情况的处置能力。

4.3运行操作4.3.1启动前条件确认设备启动前必须进行以下检查确认工作：1、确认蒸汽总管总阀门是否打开，并调整阀门开度至蒸汽压力为0.4Mpa-0.8Mpa；2、确认压缩空气总管阀门是否打开，并调整阀门开度至压力为0.4Mpa-0.7Mpa；3、确认氮气总管阀门是否打开，并调整阀门开度至压力为0.1Mpa-0.2Mpa；4、确认循环水总管进水和出水阀门及冷凝器进水和出水阀门是否打开，并调整阀门开度至满足冷凝器最佳冷凝效果；5、确认冷冻水总管进水和出水阀门及冷凝器进水和出水阀门是否打开是否打开，并调整阀门开度至满足冷凝器最佳冷凝效果；6、打开分层槽的废水排放阀，确认分层槽底部的排尽阀处于关闭状态；7、打开溶剂（甲苯）储槽的甲苯排放阀，确认溶剂储槽底部的排尽阀处于关闭状态；8、打开尾气冷凝器出风管、尾气风机进风管、一级吸附排放风管底部的排污阀，检查是否有残液流出并排尽后关闭；9、确认连接尾气风机进气风管的不凝气阀门是否打开，并调整阀门开度10%—30%，此阀门一般在调试时打开到合适开度后保持不变，必要时再根据需要进行调节；10、检查两台干燥风机风门是否为打开状态，并调整风门开度30%，风门开度在设备运行过程中根据尾气压力的调节进行辅助调整，一般在调试时打开到合适开度后保持不变，必要时再根据尾气压力的调节需要再进行调整；11、确认电源是否送入控制系统（控制柜），打开控制柜的正压控制系统开关，正压控制系统显示屏开机表示电源已送入控制系统；12、确认控制柜门是否关严，控制柜为正压防爆柜，系统启动后柜内充满正压空气，必须保证柜门关闭严密；13、打开尾气总管上车间尾气接入阀门，关闭总管上的排空阀和进入喷淋塔的阀门，确保车间尾气送往尾气处理装置；14、以上检查确认操作到位后，开机启动设备前还需围绕设备走一圈，观察设备是否有明显异常，如变形、滴漏、异响、脱落、开裂、位置移动、风机过滤材料吸入、机械式仪表（温度表、压力表）读数偏差明显等，如发现明显异常请及时确认原因排除隐患。

活性炭纤维吸附去除甲苯综合性实验银玉容;施召才【摘要】选用市售的2种活性炭纤维样品作为吸附剂,在模拟甲苯废气环境中进行了甲苯吸附实验.结果表明：4．9988 g活性炭纤维1＃在甲苯的进气质量浓度为6079 mg/m3时,吸附达到平衡的时间为40 min,甲苯吸附容量为41．85 mg/g；1．7035 g活性炭纤维2＃在甲苯的进气质量浓度为2718 mg/m3时,吸附达到平衡的时间为20 min,甲苯吸附容量为30．90 mg/g.该实验涉及到实验装置的调校、气相色谱仪的使用和表面吸附理论,而且针对生活中的环境问题,能激发学生的实验兴趣,可作为环境类专业的综合实验,巩固学生的理论知识,培养学生的实践能力和创新能力.%Two kinds of activated carbon fiber bought from market were used as adsorptive.The toluene adsorption experiments were carried out in the environment of simulating toluene.The result showed that equilibrium adsorption was established within 40 min,the adsorption capacity reached 41.85mg/g when the initial toluene concentration was 6079mg/m3 and the weight of activated carbon fiber 1# was 4.9988g.For activated carbon fiber 2#,equilibrium adsorption time was 20min,and the adsorption capacity was 30.90mg/g, when the initial toluene concentration was 2718mg/m3 andthe weight of activated carbon fiber was 1.7035g. This experiment involves equipment adj usting,gas chromatograph using and theories of surface adsorption,and aiming at environmental problem in life,it can be used as a comprehensive experiment for students being in environment major,which is beneficial to strengthen students ’ theoretical knowledge and imp rove their practical and innovative ability.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】4页(P28-30,37)【关键词】综合性实验;活性炭纤维;吸附甲苯【作者】银玉容;施召才【作者单位】华南理工大学环境与能源学院，广东广州 510006;华南理工大学环境与能源学院，广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】X511;G642.0实验教学是培养学生实践创新能力的重要途径。

有机废气净化（溶剂回收）技术---活性炭纤维吸附回收技术一、吸附原理吸附剂具有高度发达的孔隙构造，其中有一种被叫做毛细管的小孔，毛细管具有很强的吸附能力，同样发达的孔隙构造也意味着吸附剂有着很大的表面积，使气体（杂质）能与毛细管充分接触，从而被毛细管吸附。

当一个分子被毛细管吸附后，由于分子之间存在相互吸引力的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满毛细管为止。

必须指出的是，不是所有的微孔都能吸附有害气体，这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径，即只有当孔隙结构略大于有害气体分子的直径，能够让有害气体分子完全进入的情况下才能保证杂质被吸附到孔径中，过大或过小都不行。

所以需要通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的吸附剂，从而适用于各种杂质吸附的应用。

吸附剂在活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，吸附剂的孔隙的半径大小可分为：大孔半径>20000nm；过渡孔半径150～20000nm；微孔半径<150nm。

二、吸附剂活性炭是一种含碳材料制成的外观呈黑色，内部孔隙结构发达，比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料，是一种常见的吸附剂、催化剂或催化剂载体。

活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维，但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生而被限制利用。

粒状活性碳（GAC-granular activated carbon）一般为直径在0.42 -0.85毫米之间的圆柱状颗粒，理论上讲粒状活性炭产品颗粒越小，接触空气面积就越大，比表面积也越大，吸附性能就越好，但是颗粒越小，粉碎制作过程中损耗也越大，粉尘也越多，成本也就越高，所以很多厂家为降低成本，使用大颗粒活性炭，性能当然不好，一般颗粒大小在0.5毫米左右的活性炭既达到了最佳性能，又确保不是粉末，没有污染。

GAC的孔结构一般是具有三分散态的孔分布，既具有按IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry）分类的孔径大于50nm的大孔，也有2.0～50nm的中孔（过渡孔）和小于2.0nm的微孔。

活性炭废气是什么以及活性炭废气处理方法有哪些？有机废气处理是指在工业生产过程中产生的有机废气进行吸附、过滤、净化的处理工作。

通常有机废气处理有甲醛有机废气处理、苯甲苯二甲苯等苯系物有机废气处理、丙酮丁酮有机废气处理、乙酸乙酯废气处理、油雾有机废气处理、糠醛有机废气处理、苯乙烯、丙烯酸有机废气处理、树脂有机废气处理、添加剂有机废气处理、漆雾有机废气处理、天那水有机废气处理等含碳氢氧等有机物的空气净化处理。

1、冷凝回收法：把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解板、分离，可回收有价值的有机物，该法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况，需要附属冷冻设备，主要应用于制药、化工行业，印刷企业较少采用。

2、吸附法：(1)直接吸附法：有机废气经活性炭吸附，可达95%以上的净化率，设备简单、投资小，但活性炭更换频繁，增加了装卸、运输、更换等工作程序，导致运行费用增加。

(2)吸附-回收法：用纤维活性炭吸附有机废气，在接近饱和后用过热水蒸汽反吹，进行脱附再生;本法要求提供必要的蒸汽量。

(3)吸附-催化燃烧法：此法综合了吸附法及催化燃烧法的优点，采用新型吸附材料(蜂窝状活性炭)吸附，在接近饮和后引入热空气进行脱附、解析，脱附后废气引入催化燃烧床无焰燃烧，将其彻底净化，热气体在系统中循环使用，大大降低能耗。

本法具有运行稳定可靠、投资省、运行成本低、维修方便等特点，适用于大风量、低浓度的废气治理，是目前国内治理有机废气较成熟、实用的方法。

3、直接燃烧法：利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧，将混合气体加热，使有害物质在高温作用下分解为无害物质;本法工艺简单、投资小，适用于高浓度、小风量的废气，但对安全技术、操作要求较高。

4、催化燃烧法：把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水;本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、投资投资较大，适用于高温或高浓度的有机废气。

5、吸收法：一般采用物理吸收，即将废气引入吸收液进净化，待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收;本法适用于大气量、低温度、低浓度的废气，但需配备加热解析回收装置，设备体积大、投资较高。

2-ZF-2B型甲苯丁酮尾气回收装置操作规程（试用）2005.10.26一、概述活性碳纤维吸附回收甲苯、丁酮装置主要是利用活性碳纤维对甲苯、丁酮等有机气体吸附速度快、效率高而且解吸时间短、无拖尾等特性研制而成。

它是一种固定环式结构的吸附装置。

装置采用常压吸附，水蒸汽常压解吸。

设备中凡接触介质部分由不锈钢材料制造。

全套装置由PLC控制，全自动运行。

全套设备按防爆设计、制造。

二、工艺参数1、尾气组分：丁酮：98.5g/m3甲苯：14g/m3其余为氮气和少量氧气2、流量：165Nm3/h（最大流量）3、尾气压力：＞0.005MPa4、温度：常温5、排放方式：集中连续三、装置主要组成及功能1、吸附器：本装置配制了两台吸附器，每台吸附器在不锈钢外壳内安装了两个活性碳纤维吸附单元（吸附芯）以及由气缸带动的气体切换装置（上档板）。

甲苯、丁酮的吸附和脱附（解吸）过程就是在吸附器内完成的。

并且在碳纤维层安装热电阻用来检测各阶段活性碳纤维层的温度变化。

2、两通挡板阀：本装置配备了两台两通挡板阀。

在挡板阀内，由气缸带动阀板实现两个位置的通断。

当阀板在上位时，气体从阀下端进入吸附器内；当阀板在下位时，解吸气则通过阀上口进入冷凝器。

3、冷凝器：一台15m3不锈钢列管式冷凝器，用凉水塔降温的循环水做冷源，通过冷凝器将解吸气冷凝成液体流入储槽。

4、储槽：被冷凝下来的甲苯、丁酮和冷凝水流入储槽暂存，由装在上面的电接点液位计控制气动阀的通断，靠重力将回收液流回生产系统回用。

5、气动系统：包括八个电磁换向阀及其气源处理、管道阀件、气缸等执行机构。

6、管道系统：包括阻火器、过滤器、气体和液体管道系统，完成液体输送。

7、自动控制系统：见控制系统操作画面和操作说明。

由PLC控制，完成设备的全自动运行。

四、工艺流程1、吸附过程尾气通过阻火器、过滤器进入总进风管，经两通挡板阀进入吸附器，通过环形吸附芯的活性炭纤维上，洁净气体则从环形中心管进入上箱体，经排放管排放，此过程为吸附。

当前我国VOCs排放涉及的行业广，且各行业排放的VOCs种类繁多、成分复杂，常见的有烃类、醇类、醚类、酯类等。

加油站、装修、餐饮、干洗、喷涂、化工等生产或使用有机溶剂的行业都会产生VOCs排放。

此外，VOCs治理技术体系复杂，涉及十多种技术及组合技术，一般一个环保治理企业只能掌握一种或几种技术。

活性炭是应用最广泛的吸附剂，其生产和使用可以追溯到19世纪。

活性炭之所以被广泛使用主要是因其具有大量的微孔和中孔，且表面积巨大。

典型活性炭的孔径分布及其与其他吸附剂的比较如下图所示。

图源《吸附剂原理与应用》，[美]Ralph T.Yang著据了解，活性炭吸附技术是VOCs治理的主流技术之一，技术成熟、简单易行、治理成本低、适应范围广，在所有的治理技术中占有非常大的市场份额，在涂装、包装印刷、石油化工、化学品制造、医药化工和异味治理等领域都得到了广泛的应用。

但由于业内人员对活性炭的基本性能、活性炭吸附技术的适用范围和使用条件等缺乏规律性认识，在活性炭选型、工艺设计和净化装备设计中存在较大随意性，造成净化设备效率低，存在安全隐患，活性炭再生更换困难等问题。

市场上很多环保公司对活性炭吸附技术过于低估（简单误认为活性炭吸附技术无非就是简单的吸附—脱附）。

行业的种种不规范及工艺混乱，导致目前不少地方环保主管部门陷入了“闻炭色变”的误区。

满足当前国内VOCs污染实际治理工程的实际需要，正确引导行业规范活性炭在挥发性有机物（VOCs）净化中的应用，显得至关重要。

吸附法主要适用于低浓度气态污染物的吸附分离与净化，对于高浓度的有机气体，一般情况下首先需要经过冷凝等工艺进行“降浓”处理，然后再进行吸附净化。

对于“油气”等高浓度VOCs气体的净化，也可以采用吸附法（降压解吸再生），但对活性炭有一些特殊的要求。

图：活性炭吸附装置01废气的预处理（一）污染物浓度要求除溶剂和油气储运销装置的有机废气吸附回收外，进入吸附装置的有机废气中有机物的浓度应低于其爆炸极限下限的25%。

活性碳纤维吸附-蒸汽脱附溶剂回收装置技术要求活性碳纤维吸附-蒸汽脱附溶剂回收装置是一种用于工业生产过程中溶剂回收的关键设备。

其主要作用是通过活性碳纤维对溶剂进行吸附，再利用蒸汽对活性碳纤维进行脱附，实现溶剂回收的效果。

为了确保装置的高效运行和安全可靠，以下是该装置的技术要求。

1.设备结构和材质：活性碳纤维吸附-蒸汽脱附溶剂回收装置应采用结构紧凑、占地面积小的设计，以节省生产空间。

同时，需要选择耐高温、耐腐蚀、耐压能力强的材料，确保装置的长期稳定运行。

2.吸附装置设计：吸附装置应设计成高效的吸附区域和低压降的流道结构，以确保溶剂能够充分接触活性碳纤维，并达到高吸附效率。

在吸附区域内应设置均匀分布的活性碳纤维层，以提高吸附效果。

3.脱附装置设计：脱附装置应具备充足的蒸汽供应能力，确保能够将吸附的溶剂有效脱附。

同时，应采取合适的加热方式，如蒸汽加热或电加热，以提高脱附效果。

另外，还需考虑脱附装置的密封性和排气系统的设计，以避免蒸汽泄漏和有害气体排放。

4.控制系统：活性碳纤维吸附-蒸汽脱附溶剂回收装置应配备先进的自动控制系统，能够实时监测和调节吸附、脱附过程中的温度、压力、流量等参数，确保装置的稳定运行和安全性。

5.安全保护措施：装置应设置完善的安全保护措施，如温度传感器、压力传感器、液位传感器等，及时检测和报警异常情况，并采取相应的应急措施。

此外，还应该考虑防火、防爆和安全排放等方面的设计，确保在设备运行过程中的安全性。

6.高效降噪措施：为了降低装置运行时的噪音污染，应采取合适的降噪措施，如隔音罩、消音器等，确保装置在工厂环境中的低噪音运行。

综上所述，活性碳纤维吸附-蒸汽脱附溶剂回收装置的技术要求主要包括设备结构和材质、吸附装置设计、脱附装置设计、控制系统、安全保护措施和高效降噪措施。

只有满足这些要求，装置才能高效稳定地实现溶剂的回收，减少环境污染，提高资源利用效率。