Zařízení pro adsorpci aktivního uhlí

1. Hlavní formy adsorpce a desorpce

Adsorpce je proces adsorbentů akumulujících nebo kondenzujících jednu nebo více složek v plynné směsi na povrchu za účelem dosažení separace. Mezi běžně používané adsorbenty patří granulované aktivní uhlí, voštinové aktivní uhlí, plsť z aktivních uhlíkových vláken, voštinový zeolit, zeolitové kolo atd. Účinnost čištění adsorpční metody je mírně vyšší než 90 %. Podle současných emisních norem obecně zpracovává odpadní plyny o koncentraci nižší než 800 mg/m³ a teplotě nižší než 40°C.

Sloupkové aktivní uhlí	Aktivní uhlí voštinové	Plsť z aktivního uhlíkového vlákna
Granulovaný zeolit	Voštinový zeolit	Zeolitové kolo

Desorpce je regenerace adsorbentu, která se týká procesu oddělování adsorbátu od adsorbentu pomocí vysokoteplotní páry, proplachování horkým plynem a snižování tlaku.

2. Princip adsorpce zeolitového kola

Sestava zeolitového adsorpčního kola (kazeta) je centrální ložisko a nosný kruhový rám kolem ložiska, které nese rotor. Rotor je vyroben ze zeolitového adsorpčního média a keramického vlákna. Kolo obsahuje těsnění pro oddělení zpracovaného výfukového plynu a čistého plynu uvolněného po úpravě. Materiál je vyroben z měkkého materiálu (obvykle křemíku), který musí odolávat korozi VOCS a vysokým provozním teplotám. Těsnění rozděluje sestavu voštinového zeolitového adsorpčního kola na základní adsorpční zónu (Adsorpční zóna) a regenerační a desorpční zónu (Regenerační zóna; desorpční zóna). Aby se však zlepšila kapacita adsorpčního zpracování kola, je běžné přidat k prvním dvěma zónám izolační chladící zónu (Chladicí zóna nebo Purge zóna). Adsorpční zóna je obvykle větší, zatímco desorpční zóna a chladicí zóna jsou dvě menší ošetřovací strany se stejnými plochami. Někdy může být pro speciální potřeby rozdělena do více sériových zón; a adsorpční kolo je používáno sadou elektrického pohonného zařízení k otáčení kola, takže kolo může mít proměnlivou rychlost během léčby a může ovládat schopnost rotace 2 až 6krát za hodinu.

Poté, co odpadní plyn VOC emitovaný továrnou vstoupí do systému, první fází je projít rotorem složeným z hydrofobního zeolitu a znečišťující látky VOC jsou nejprve adsorbovány na rotoru; druhým stupněm desorpčního procesu je průchod odpadního plynu (přibližně 180 až 250 °C) zpracovaného v chladicí zóně, který je předehřátý po výměně tepla se zadním spalovacím systémem, do rotoru, aby se organická hmota desorbovala při vysoké teplotě. V tomto okamžiku může být výstupní koncentrace znečišťujících látek řízena tak, aby byla přibližně 5 až 20krát větší než přitékající odpadní plyn, a desorbovaná organická hmota může být spálena při teplotě nad 700 °C ve třetím stupni nebo kondenzována pro regeneraci a opětovné použití. To může snížit velikost následné jednotky čištění odpadních plynů, provozní náklady a náklady na počáteční zařízení.

Procesní jednotky zeolitového kola jsou následující:

Tělo zeolitového kotouče se skládá z některých specifických pevných substrátů potažených vrstvou adsorpčního prášku. Substrát je vyroben z keramických, skleněných nebo aktivních uhlíkových vláken slinováním. Keramické vlákno je nejrozšířenější pro svou odolnost vůči vysokým teplotám, vysokou tepelnou stabilitu, omyvatelnost, nehořlavost a odolnost vůči kyselinám a zásadám. Typ adsorbentu se liší v závislosti na složení plynu, který má být zpracován. Obecně lze použít aktivní uhlí, zeolit ​​atd. Tloušťka kola je obecně 25-45 cm.

Matrice zeolitového kola je povrch keramického vlákna potažený vrstvou adsorbentu, obecně aktivního uhlí nebo hydrofobního zeolitu, za vzniku kruhového kola voštinového tvaru, které je rozděleno na dvě oblasti, a to oblast adsorpční úpravy a oblast regenerace a desorpce. Aby se však zlepšila adsorpční kapacita kola, je někdy mezi těmito dvěma oblastmi navržena chladicí oblast. Obvykle je adsorpční plocha větší a desorpční plocha a chladicí plocha jsou dvě menší ošetřovací plochy o stejné ploše.

Zařízení pro rekuperaci tepla: Po spálení nebo oxidaci VOC je teplota čistého vzduchu až 500-700 ℃. Tato část vzduchu se rekuperuje přes výměník tepla k rekuperaci tepelné energie. Současně se sníží teplota čistého vzduchu a poté se nasměruje do desorpční oblasti rotoru pro desorpci. Pokud je teplota příliš vysoká, rotor může shořet. Proto by teplota vstupující do rotoru neměla být příliš vysoká. Obecně se nastaví dvoustupňové zařízení na rekuperaci tepla a přidá se dmychadlo, aby se přivedl čerstvý vzduch a smíchal se se spáleným vzduchem, aby se řídila desorpční teplota v rozsahu 180-220 °C. Za účelem zpracování odpadního plynu VOC je kromě systému spalování rotoru s adsorpční koncentrací zeolitu instalován na výstupu výfukových plynů kondenzátor, který předběžně odvádí a zpracovává VOC s vysokým bodem varu (jako MEA, BDG, DMSO).

3. Princip regenerace kondenzátu před a po adsorpci aktivního uhlí

Odpadní plyn je shromažďován sběrným systémem a vstupuje do adsorpčního zařízení k úpravě.

Během adsorpce proud vzduchu vstupuje do adsorpčního lože ze spodní části lože a čistý výfukový plyn po adsorpci je odváděn výfukovým potrubím. Poté, co adsorpce dosáhne nastaveného času, přejde do fáze desorpce. Během desorpce vstupuje nasycená pára do adsorpčního lože a rozpouštědlo adsorbované v loži opouští adsorpční lože spolu s vodní párou a vstupuje do chladiče.

Kondenzát je ochlazen pod 40 °C, nekondenzovatelný plyn se vrací do přední části ventilátoru pro readsorpci a rozpouštědlo a kondenzovaná voda vstupují do skladovací nádrže rozpouštědla pro dočasné uskladnění.

Podle požadavků procesu lze dobu desorpce a přerušovanou dobu během automatického provozu nastavit pomocí dotykové obrazovky a doba adsorpce se rovná součtu doby desorpce a čekací doby.

Zařízení běží automaticky bez potřeby obsluhy. Elektrický řídicí systém může být instalován na místě nebo v centrálním dispečinku. Náročnost údržby je relativně malá.

4. Úvod do adsorpčního systému

a. Předúprava výfukových plynů

Podle požadavků projektové specifikace je navržen a instalován kanál nouzového emisí. Stav emisí je kontrolován výrobní dílnou, aby sloužil jako přímý kanál emisí výfukových plynů v případě havárie nebo údržby zařízení.

b Adsorpce

Výfukové plyny jsou posílány do adsorbéru s aktivním uhlím ventilátorem sání vzduchu. Působením Van der Waalsovy síly je organické rozpouštědlo ve výfukových plynech zachyceno a adsorbováno mikropóry v aktivním uhlí. Po nasycení aktivního uhlí adsorpcí dochází k jeho regeneraci. Výfukové plyny jsou čištěny adsorpcí aktivního uhlí a následně čistě odváděny.

Specifikace adsorpční nádrže a množství náplně adsorbentu jsou navrženy podle objemu vzduchu, aby byla zajištěna určitá rychlost plynu a doba zdržení, takže adsorbent může účinně a plně absorbovat organické rozpouštědlo ve zbytkovém plynu. Adsorpční nádrž pracuje střídavě a pracovní stav adsorpční nádrže je automaticky přepínán automatickým řídicím systémem PLC, aby střídavě prováděl tři procesy adsorpce, desorpce, chlazení a sušení atd.

5. Výběr procesu

Proces úpravy je vybrán po komplexní analýze zdroje, vlastností (složení, koncentrace, teplota, vlhkost), množství vzduchu a dalších faktorů odpadního plynu. Běžné procesy úpravy pro úpravu velkoobjemového organického odpadního plynu s nízkou koncentrací jsou:

1) Adsorpce zeolitu, regenerace horkým plynem – katalytické spalování nebo vysokoteplotní spalování.

2) Adsorpce aktivního uhlí, regenerace vodní páry nebo horkých plynů - regenerace kondenzace.

3) Adsorpce aktivního uhlí, regenerace horkým plynem - katalytické spalování.

Vývojový diagram procesu adsorpce a desorpce	Vývojový diagram procesu desorpčního spalování	Vykreslování zařízení na úpravu adsorpčního katalytického spalování