Apparatuur voor actieve kooladsorptie

1. Belangrijkste vormen van adsorptie en desorptie

Adsorptie is het proces waarbij adsorbentia een of meer componenten in een gasmengsel op het oppervlak accumuleren of condenseren om scheiding te bereiken. Veelgebruikte adsorbentia zijn onder meer actieve kool in korrelvorm, actieve kool met honingraatstructuur, vilt met actieve koolvezels, honingraatzeoliet, zeolietwiel, enz. De zuiveringsefficiëntie van de adsorptiemethode is iets groter dan 90%. Volgens de huidige emissienormen wordt doorgaans afgas behandeld met een concentratie van minder dan 800 mg/m³ en een temperatuur van minder dan 40°C.

Gepilaarde actieve kool	Honingraat actieve kool	Actief koolstofvezelvilt
Korrelig zeoliet	Honingraat-zeoliet	Zeoliet wiel

Desorptie is de regeneratie van adsorbens, wat verwijst naar het proces waarbij het adsorbaat van het adsorbens wordt gescheiden door middel van stoom op hoge temperatuur, spoeling met heet gas en drukverlaging.

2. Zeolietwiel-adsorptieprincipe

Het zeolietadsorptiewielsamenstel (cassette) bestaat uit een centraal lager en een ondersteunend cirkelframe rond het lager dat de rotor ondersteunt. De rotor is gemaakt van zeoliet-adsorptiemedia en keramische vezels. Het wiel bevat een afdichting voor het scheiden van het behandelde uitlaatgas en het schone gas dat na de behandeling vrijkomt. Het materiaal is gemaakt van een zacht materiaal (meestal silicium) dat bestand moet zijn tegen de corrosiviteit van VOCS en hoge bedrijfstemperaturen. De afdichting scheidt het honingraat-zeoliet-adsorptiewielsamenstel in een basisadsorptiezone (adsorptiezone) en een regeneratie- en desorptiezone (regeneratiezone; desorptiezone). Om de adsorptiebehandelingscapaciteit van het wiel te verbeteren, is het echter gebruikelijk om een ​​isolerende koelzone (koelzone of spoelzone) aan de eerste twee zones toe te voegen. Gewoonlijk is de adsorptiezone groter, terwijl de desorptiezone en de koelzone twee kleinere behandelingszijden zijn met gelijke oppervlakten. Soms kan het worden opgedeeld in meer seriezones voor speciale behoeften; en het adsorptiewiel wordt gebruikt door een reeks elektrische aandrijfapparatuur om het wiel te laten draaien, zodat het wiel tijdens de behandeling een variabele snelheid kan hebben en het vermogen kan regelen om 2 tot 6 keer per uur te roteren.

Nadat het door de fabriek uitgestoten VOS-afvalgas het systeem binnenkomt, gaat de eerste fase door een rotor die is samengesteld uit hydrofoob zeoliet, en worden de VOS-verontreinigende stoffen eerst op de rotor geadsorbeerd; de tweede fase van het desorptieproces bestaat uit het doorlaten van het afvalgas (ongeveer 180 tot 250°C), behandeld in de koelzone en voorverwarmd na warmte-uitwisseling met het back-end verbrandingssysteem, naar de rotor om het organische materiaal bij hoge temperatuur te desorberen. Op dit moment kan de concentratie van de uitstromende verontreinigende stoffen worden geregeld tot ongeveer 5 tot 20 maal die van het instromende afgas, en kan het gedesorbeerde organische materiaal in de derde fase worden verbrand bij een temperatuur boven 700°C of worden gecondenseerd voor terugwinning en hergebruik. Dit kan de omvang van de daaropvolgende afvalgasbehandelingseenheid, de bedrijfskosten en de initiële uitrustingskosten verminderen.

De verwerkingseenheden van het zeolietwiel zijn als volgt:

Het lichaam van het zeolietwiel bestaat uit een aantal specifieke vaste substraten bedekt met een laag adsorberend poeder. Het substraat is gemaakt van keramiek, glas of actieve koolvezels door middel van sinteren. Keramische vezels worden het meest gebruikt vanwege hun hoge temperatuurbestendigheid, hoge thermische stabiliteit, wasbaarheid, niet-ontvlambaarheid en zuur- en alkalibestendigheid. Het type adsorbens varieert afhankelijk van de te behandelen gassamenstelling. In het algemeen kunnen actieve kool, zeoliet, enz. worden gebruikt. De dikte van het wiel is over het algemeen 25 cm - 45 cm.

De matrix van het zeolietwiel is een oppervlak van keramische vezels bedekt met een laag adsorbens, meestal actieve kool of hydrofoob zeoliet, om een ​​honingraatvormig cirkelvormig wiel te vormen, dat in twee gebieden is verdeeld, namelijk het adsorptiebehandelingsgebied en het regeneratie- en desorptiegebied. Om het adsorptievermogen van het wiel te verbeteren, wordt echter soms een koelruimte tussen de twee gebieden ontworpen. Gewoonlijk is het adsorptiegebied groter en zijn het desorptiegebied en het koelgebied twee kleinere behandelingsgebieden met een gelijk oppervlak.

Apparatuur voor warmteterugwinning: Na het verbranden of oxideren van VOS is de temperatuur van schone lucht zo hoog als 500-700℃. Dit deel van de lucht wordt teruggewonnen via een warmtewisselaar om warmte-energie terug te winnen. Tegelijkertijd wordt de temperatuur van de schone lucht verlaagd en vervolgens voor desorptie naar het desorptiegebied van de rotor geleid. Als de temperatuur te hoog is, kan de rotor verbranden. Daarom mag de temperatuur die de rotor binnenkomt niet te hoog zijn. Over het algemeen wordt tweetraps warmteterugwinningsapparatuur opgesteld en wordt een ventilator toegevoegd om verse lucht in te voeren en deze met de verbrande lucht te mengen om de desorptietemperatuur binnen het bereik van 180-220 ℃ te regelen. Om VOS-afvalgas te behandelen, wordt naast het zeolietadsorptieconcentratierotorverbrandingssysteem een ​​condensor geïnstalleerd bij de uitlaatgasuitlaat om VOS met een hoog kookpunt (zoals MEA, BDG, DMSO) vooraf om te leiden en te behandelen.

3. Principe van condensatieterugwinning voor en na adsorptie van actieve kool

Het afvalgas wordt opgevangen door het verzamelsysteem en komt in het adsorptieapparaat terecht voor behandeling.

Tijdens adsorptie komt de luchtstroom het adsorptiebed binnen vanuit het onderste deel van het bed en wordt het schone uitlaatgas na adsorptie via de uitlaatpijp afgevoerd. Nadat de adsorptie de ingestelde tijd heeft bereikt, schakelt deze over naar de desorptiefase. Tijdens desorptie komt verzadigde stoom het adsorptiebed binnen en het in het bed geadsorbeerde oplosmiddel verlaat samen met de waterdamp het adsorptiebed en komt de koeler binnen.

Het condensaat wordt afgekoeld tot onder de 40°C, het niet-condenseerbare gas keert terug naar de voorkant van de ventilator voor heradsorptie, en het oplosmiddel en het gecondenseerde water komen in de oplosmiddelopslagtank terecht voor tijdelijke opslag.

Volgens de procesvereisten kunnen de desorptietijd en de intermitterende tijd tijdens automatische werking via het aanraakscherm worden ingesteld en is de adsorptietijd gelijk aan de som van de desorptietijd en de wachttijd.

De apparatuur werkt automatisch, zonder dat er personeel aanwezig is. Het elektrische besturingssysteem kan ter plaatse of in de centrale controlekamer worden geïnstalleerd. De onderhoudslast is relatief klein.

4. Inleiding tot het adsorptiesysteem

een. Voorbehandeling van uitlaatgassen

Volgens de eisen van de ontwerpspecificaties wordt een noodemissiekanaal ontworpen en geïnstalleerd. De emissiestatus wordt gecontroleerd door de productiewerkplaats en dient als direct uitlaatgasemissiekanaal in geval van een ongeval of onderhoud aan de apparatuur.

b Adsorptie

Het uitlaatgas wordt door de luchtinlaatventilator naar de actieve kooladsorber gestuurd. Onder invloed van Van der Waalskracht wordt het organische oplosmiddel in het uitlaatgas opgevangen en geadsorbeerd door de microporiën in de actieve kool. Nadat de actieve kool verzadigd is met adsorptie, wordt deze geregenereerd. Het uitlaatgas wordt door de actieve kooladsorptie gezuiverd en vervolgens schoon afgevoerd.

De specificaties van de adsorptietank en de hoeveelheid adsorbens zijn ontworpen op basis van het luchtvolume om een ​​bepaalde gassnelheid en verblijftijd te garanderen, zodat het adsorbens het organische oplosmiddel in het staartgas effectief en volledig kan absorberen. De adsorptietank werkt afwisselend en de werkstatus van de adsorptietank wordt automatisch geschakeld door het automatische PLC-besturingssysteem om afwisselend de drie processen van adsorptie, desorptie, koeling en drogen uit te voeren, enzovoort.

5. Processelectie

Het behandelingsproces wordt geselecteerd na een uitgebreide analyse van de bron, eigenschappen (samenstelling, concentratie, temperatuur, vochtigheid), luchtvolume en andere factoren van het afgas. Veel voorkomende behandelingsprocessen voor de behandeling van grote volumes organisch afvalgas met een lage concentratie zijn:

1) Zeolietadsorptie, regeneratie van heetgaszuivering - katalytische verbranding of verbranding op hoge temperatuur.

2) Actieve kooladsorptie, waterdamp- of heetgasregeneratie - condensatieterugwinning.

3) Adsorptie van actieve kool, regeneratie van heetgaszuivering - katalytische verbranding.

Stroomschema voor adsorptie- en desorptieprocessen	Stroomdiagram van het desorptieverbrandingsproces	Apparatuur voor de behandeling van adsorptiekatalytische verbranding