VOCS廢氣處理方法中的吸附法詳解-煙臺環亞環?？萍加邢薰?/title> <meta name="keywords" content="VOCs廢氣治理,行業標準,廢氣治理" /> <meta name="description" content="吸附操作是上百年來作為從廢氣中去除可吸附的VOC組分或回收溶劑的一種典型方法。吸附操作的原理是：在氣相中需要分離的氣體組分（吸附質）可以選擇性地與固體表面（吸附劑）" /> <link rel="shortcut icon" type="image/x-icon" href="http://www.shubhyatraindia.com/favicon.ico" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.shubhyatraindia.com/static/css/base_1.css" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.shubhyatraindia.com/static/css/reset_2.css" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.shubhyatraindia.com/static/css/index_2.css" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.shubhyatraindia.com/static/css/nindex_1.css" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.shubhyatraindia.com/static/css/lightbox_1.css" /> <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.shubhyatraindia.com/static/css/user_2.css" /> <script 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src="http://www.shubhyatraindia.com/static/js/jquery.jqzoom-core.js"></script> <script type="text/javascript"> $(document).ready(function() { $('.jqzoom').jqzoom({ zoomType: 'standard', lens:true, preloadImages: false, alwaysOn:false, zoomWidth: 320, zoomHeight: 250 }); }); </script> <div class="product_detail" id="pd1"> <h6 style="text-align: center;"><strong>? <span style="font-size: 24px;color: #333">VOCS廢氣處理方法中的吸附法詳解</span></strong> <p class="smal-hide"><span>發布時間：2019-08-09 12:58</span> <span>點擊：<script src="/plus/count.php?view=yes&aid=892&mid=1" type='text/javascript' language="javascript"></script></span></p> </h6> <div class="wznr"><div> 吸附操作是上百年來作為從廢氣中去除可吸附的VOC組分或回收溶劑的一種典型方法。吸附操作的原理是：在氣相中需要分離的氣體組分（吸附質）可以選擇性地與固體表面（吸附劑）相結合，然后再經過解吸又回到氣相中去。通常吸附分為物理吸附（范德華力）和化學吸附兩類；而VOC廢氣的凈化主要采用物理吸附方法。與其他方法相比，吸附法可以吸附濃度很低的（甚至痕量）組分，經解吸后可大大增濃，因而可以從廢氣中除去溶劑蒸氣和*后經分離來回收溶劑。此外，吸附法有許多優點，例如：它不需要水，自然不產生廢水，也不需輔助燃料，而且能適應廢氣濃度的變化和吸附鹵代炷類及含無機物的揮發組分。</div> <div> 當吸附時，氣體分子的自由度減少，從而降低了吸附系統中的炳。按照熱力學第二定律，系統嫡的降低是由向環境給熱而得到補償。因此，吸附過程原則上是放熱的。一般講，在平衡時可吸附的氣體量是隨溫度的降低和要分離氣體組分分壓的增加而增加。在平衡時可吸附氣體的量，通常是與吸附劑表面積的大小成正比。在恒定溫度下，氣體的吸附量（〃訕）與氣體濃度和分壓（蒸氣組分的分壓和該溫度下飽和蒸氣壓之比P/Po）的關系可用吸附等溫線來表示。典型的吸附等溫曲線分 5種類型，如圖2.2所示。由圖可知，在較低壓力范圍內（力/伽約V 0.4）,類型 U和類型IV的吸附等溫線變化是相同的，而相應于這個范圍內類型ID的吸附等溫線則與類型v相類似；當“力。的數值約〉o.4時，則類型u和m以及類型iv和v的吸附等溫線具有類似的變化規律。</div> <div> 因為吸附過程與許多因素有關，而且吸附劑/吸附質系統使各個因素間的相互作用、變化也十分復雜，所以迄今為止尚未找到一般通用的吸附等溫線方程。</div> <div> 影響吸附的主要因素有：</div> <div> ①<span style="white-space:pre"> </span>比表面積；</div> <div> ②<span style="white-space:pre"> </span>顆粒大小分布；</div> <div> ③<span style="white-space:pre"> </span>孔徑大小分布； </div> <div> <img alt="" src="/uploads/allimg/190809/1-1ZP9130611511.png" style="width: 929px; height: 417px;" /></div> <div> 圖2.2 典型的吸附等溫曲線</div> <div> </div> <div> ④<span style="white-space:pre"> </span>晶格；</div> <div> ⑤<span style="white-space:pre"> </span>晶格結構缺陷；</div> <div> ⑥<span style="white-space:pre"> </span>潤濕性；</div> <div> ⑦<span style="white-space:pre"> </span>表面張力；</div> <div> ⑧<span style="white-space:pre"> </span>氣相中分子的相互作用；</div> <div> ⑨<span style="white-space:pre"> </span>吸附層中分子的相互作用。</div> <div> 工業上吸附等溫曲線方程常用經驗式表示，而其中BET (Brunauer, Emmet 和Teller)^方程與實驗結果*為吻合。</div> <div> 在實際應用中，當氣體混合物通過填裝固體吸附劑的床層時，要分離的組分被吸附在固體表面上；當吸附劑達到飽和時，被吸附的物質經過加熱或減壓而解吸，同時吸附劑再生。由于吸附劑的吸附容量較低，因此至少需用兩臺吸附器來完成吸附、解吸的連續操作過程。若用熱空氣或過熱蒸氣來解吸，則不僅可使床層溫度升高，而且還可使要吸附的氣體組分的分壓降低；分離出的氣體組分就處于熱空氣或水蒸氣中，經冷卻、冷凝而分離。在用水蒸氣解吸的情況下，由于大多數VOC在水中的溶解度極低，經冷凝而成為兩相，因此很容易分離。</div> <div> 有機廢氣凈化常用的吸附劑是活性炭或活性焦炭，因為它們不僅具有較大的比表面積，而且對非極性物質，如有機溶劑具有非常好的吸附能力；相反，對極性物質如水，則吸附性很差，因此就有可能和方便地用水蒸氣來再生。常見的吸附劑特性數據如表2.1所示。</div> <div> 除上述吸附劑外，近年來還開發了各種高聚物吸附樹脂，如聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺類的高聚物等。</div> <div> <img alt="" src="/uploads/allimg/190809/1-1ZP9130G4501.png" style="width: 922px; height: 154px;" /></div> <div> </div> <div> 吸附法常用亍凈化氣質量要求特別高的場合。如果與吸收法相比，則在氣體處理量非常大的情況下，其投資費和操作費明顯要高得多，有時可能高出兩三倍。但是在氣體處理量相對較小的情況下(小裝置)，吸附法就有其優點，因為它不需要像吸收法那樣為液體循環付出高昂的操作費。與其他氣體凈化法相比，吸附法多出的費用也可通過回收有價值的溶劑而得到補償。因此，工業上廢氣凈化的吸附法主要用于溶劑回收的場合，所用的吸附劑大多是活性炭。</div> <div> 吸附方法的凈化率一般都較高。但吸附法的缺點是：吸附劑的吸附容量低，一般只有40%左右，因此必須頻繁地進行吸附、解吸和再生操作。此外，回收溶劑需要一套后續裝置，例如蒸餡、精餡等裝置，并根據不同溶劑采用不同的過程方法。用水蒸氣再生后回收溶劑的方法有如下幾種。</div> <div> ①<span style="white-space:pre"> </span>溶于水的溶劑，例如丙酮、乙醇、四氫味喃、二甲基甲酰胺，用蒸餡方法。</div> <div> ②<span style="white-space:pre"> </span>部分溶于水的溶劑，例如甲乙酮、丁酮、醋酸乙酯、乙醇/甲苯，用增濃/ 冷凝和蒸饞方法。</div> <div> ③<span style="white-space:pre"> </span>不溶于水的溶劑，如汽油、己烷、甲苯、二甲苯、氯化炷類，用相分離方法。</div> <div> 如果生產過程中沒有多余的水蒸氣(即水蒸氣可以不計成本)，那么以前常用水蒸氣解吸的方法，目前大多采用高溫氣體進行解吸。這是因為用水蒸氣解吸不僅能耗高，而且在蒸汽解吸后還要用高溫氣體將床層進行干燥。通?？蛇x用比廢氣流量小得多的惰性氣體來解吸，并且要求其容量大、無爆炸危險。解吸出帶溶劑的氣流，如果沒有回收價值，一般還要用熱力氧化或催化氧化進行*后凈化處理。</div> <div> 目前，工業吸附裝置的類型主要有：固定床吸附器，轉子吸附器，流化床吸附器和移動床吸附器。*經典、常用的是采用顆粒狀吸附劑的固定床吸附器。因為固定床吸附器具有大的吸附劑體積和較長的吸附循環周期，即使當進入的廢氣濃度有波動時也能保證安全操作，所以獲得廣泛應用。當吸附劑達到飽和時，必須用適當方式加以再生。因此，工業吸附裝置至少要兩臺，即當一臺在吸附時，另一臺進行解吸和再生。圖2. 3表示了用水蒸氣解吸的吸附裝置流程示意圖。</div> <div> 通常在固定床中放置活性炭或疏水性沸石作為吸附劑。雖然這種吸附劑對有機溶劑具有優良的吸附性能，但對于來自生產過程大約70?100笆的有機廢氣，一般還應將其冷卻到相宜的吸附溫度，大致在30?40°C之間。這樣可降低廢氣的相對濕度，使水蒸氣的吸附降到*低。廢氣經冷卻后用風機送入吸附器，并由下向上通過床層；此時溶劑蒸氣被吸附劑吸附，凈化氣則從頂部離開吸附器。因為吸附劑有 <br /> <img alt="" src="/uploads/allimg/190809/1-1ZP91309232G.png" style="width: 954px; height: 538px;" /></div> <div> 一定的吸附容量，如果當排出的凈化氣中溶劑濃度已達到允許的限值時，則就應該將廢氣切換到另一臺吸附器去吸附，而自身進行再生。如圖2.3所示，再生可用約130笆的水蒸氣，與吸附過程相反自上而下通過床層。開始解吸出的是液體，隨著溫度升高而呈蒸汽態；同時與冷凝液以及水蒸氣一起進入收集槽，基于有機相和水相的密度差而分離。</div> <div> 除了上述固定床吸附器外，在有機廢氣凈化的領域中相對較新開發的是旋轉式吸附系統。這種稱為“轉子吸附器”的工作原理如圖2. 4所示。<br /> <img alt="" src="/uploads/allimg/190809/1-1ZP9131030642.png" style="width: 465px; height: 399px;" /><br /> 按構造形式和容積流量的不同，廢氣可徑向或軸向地通過裝有吸附劑的轉子，并經過大部分的旋轉床層而被凈化。轉子的一定部分留作解吸用，即熱的氣體以逆流方式通過轉子。由于轉子連續旋轉或按扇形節拍旋轉，因而吸附器的每一個部分均可經過解吸區。</div> <div> 為避免廢氣和解吸氣體間的相混，轉子用扇形隔板分開。轉子吸附器的吸附劑結構是專門設計的，通常做成有平行通道的蜂窩塊（Monolith）或呈波紋的卷狀物。由于吸附劑具有的這種特殊結構，所以它本身就可阻止氣體在圓周方向流動，同時還降低了流動阻力。</div> <div> 轉子吸附器的優點是設備體積小、操作方便、壓降低；另外，它可以連續地將大的廢氣流量處理成濃度足夠低的凈化氣，而解吸出的氣體則濃度高而流量低，一般增濃比可達10?15,這樣可以方便地用于下一步的凈化處理。</div> <div> 一般講，吸附法適合于小到大的廢氣流量；對于特別大的體積流量，例如廢氣流量超過100000Nm3/h或濃度極低，則優先采用吸附法⑹。吸附法的投資費和操作費較高，而且吸附劑使用一定時間后也需要更換。因此，只有當溶劑能回收時，才能降低其投資費用。</div> <div> 在VOC廢氣的凈化中，吸附法也常與其他方法聯合使用，特別是當經吸附后未達到排放要求時，或先將有機廢氣濃縮，然后再用燃燒氧化法作*后凈化。轉子吸附器與熱力氧化器相結合的V（）C廢氣凈化裝置如圖2.5所示。</div> <div> </div> <div> <img alt="" src="/uploads/allimg/190809/1-1ZP9131115218.png" style="width: 951px; height: 422px;" /></div> <div> </div> <div> 廢氣進入轉子吸附器（1）,吸附后凈化氣用風機（2）送到排氣筒（3）排入大氣；新鮮空氣（4）先經換熱器（5）加熱后作為解吸用熱空氣進入轉子吸附器（1）,并將吸附的VOC解吸；解吸后氣體用風機（6）送到換熱器（8）再進一步預熱，然后進入熱力氧化器（7）中燃燒，燃燒后凈化氣經換熱器（8）、（9）冷卻后送入排氣筒（10）排入大氣。</div> <div> 該裝置是由atea-WKUSA Inc.為處理半導體生產中所產生的V（）C廢氣而設計的，其廢氣處理量為75000scfm（127425Nm3/h）,單臺處理量為37500scfm （63712Nm3/h）,吸附濃縮比達20： 1。通常這種轉子吸附/熱力氧化的設備都設計成一個緊湊的整體裝置。</div> <div> </div> </div> <p id="cztz">版權聲明：本網注明來源為“環亞環?！钡奈淖?、圖片內容，版權均屬本站所有，如若轉載，請注明本文出處：http://www.shubhyatraindia.com 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