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vocs废气回收处理装置

VOCs废气处理装置的吸附、回收和净化工艺探讨

随着烟雾等气体污染的日益严重，挥发性有机化合物(VOCs)的治理越来越受到重视。挥发性有机化合物的定义可分为两类。一类只说明什么是VOCs或者在什么条件下是VOCs；另一个是环保的定义，即一种会造成危害的挥发性有机物。它们是挥发性的，并参与大气光化学反应。VOCs对人类和自然环境危害极大。在紫外线的照射下，VOCs与大气中的NOx发生反应，产生O3二次污染物。同时，VOCs与大气颗粒物反应形成二次有机气溶胶，是雾霾的重要来源。鉴于此，作者介绍了固定床吸附回收净化VOCs排放技术及其应用，并对工程设计提出了一些建议。

1、固定床吸附和解吸

碳吸附通常用作污染物控制技术和/或溶剂回收技术。利用碳的吸附能力，碳氢化合物和其他化合物被选择性地吸附在碳表面。适用于低浓度VOCs排放的废气。活性炭吸附净化效率可达95% ~ 99%，出口浓度可降至50 ~ 100 ppmv，对某些化合物甚至可降至0 ~ 20 ppmv。然而，低挥发性的高分子量化合物可以牢固地吸附在碳床上，这使得在解吸过程中很难完全除去它们。因此，碳吸附不适用于高沸点(>:200℃)、高分子量(Mr >: 10)的化合物；高挥发性物质(Mr

碳床吸附饱和后，通入加热的惰性气体和低压蒸汽，或真空空和加热的气体联合再生饱和的吸附床(吸附的VOCs从碳表面去除)，通常用蒸汽进行脱附。因为脱附是一个可逆的过程，被吸附的VOCs可以通过加热脱附，但完全脱附在技术上有难度，在经济上也不切实际，所以吸附床上总会留下一些“残留物”。

在蒸汽再生过程中，饱和蒸汽的热床通常用空气体干燥和冷却。当使用蒸汽再生时，从蒸汽流出物中解吸的VOC通常被冷凝，然后通过简单的倾析或蒸馏回收VOC(水溶性物质)。

2.含VOC废气回收净化工艺流程及要点分析

以某精细化工厂尾气处理为例，介绍了含VOC废气的回收和净化工艺。该厂废气主要为甲苯，废气平均排放量为25000nm/h，温度为33℃，相对湿度为40%，污染物浓度为1000ppmv，要求去除率为95%。

2。1.工艺流程分析

废气温度

该系统采用两个吸附床和一个蒸汽解吸系统。当含甲苯的气体通过控制阀进入V001a吸附床时，甲苯被活性炭吸附分离，净化后的洁净气体排入大气；此时V001b吸附床处于脱附循环，蒸汽通过阀门进入V001b，吸附床和炭床被加热，使活性炭吸附的甲苯脱附，随蒸汽流离开吸附床，进入冷凝器E001和E002(冷却水为冷却水)。在冷凝器中，甲苯和水被冷凝，液态甲苯和水在X002中分层，分别送至后续的废液和废甲苯处理单元，不凝性气体再次送至吸附床进行净化。脱附后，用空气体对碳床进行干燥和冷却(当空气体温度低于0℃或湿度接近饱和时，需要开启辅助加热器E003)。干燥和冷却后，吸附床V001b处于空空闲状态。当V001a吸附床废气中甲苯浓度上升到接近允许值时，含甲苯气体切换到V001b继续吸附，然后V001a进入解吸循环。整个系统依次交替“吸附-解吸-吸附”连续运行。

2。2.系统设计参数

(1)吸附床。①活性炭用量:3800kg(单床)；②吸附床直径:4。2m；③炭床高度:0。3m；④吸附床高度:1m。(2)蒸汽解吸。①蒸汽流量:550克/小时；②解吸时间:1。7h；③干燥和冷却时间:0。3小时.(3)冷凝器。①聚光面积:23。23㎡;②冷却水消耗量:1800kg/h(4)回收产品。①甲苯回收率:43千克/小时

2。3.流程关键点分析

(1)吸附床的安全要求。甲烷被输送到这个系统的界区。首先，阻火器被物理和安全地隔离，以防止该系统中的任何潜在危险通过管道影响废气源设备。吸附床的安全措施包括:①温度和压力传感器，可以随时检测床的温度和压力差，及时发现潜在的危险影响；②吸附床顶部设有泄压门，在系统失控爆炸时保护系统主体不受损坏；③炭层顶部装有水喷雾冷却灭火装置，可以是主动式(PLC控制)和被动式(PLC失控时)；④碳层内有惰性气体(N2、CO2)灭火装置。提供来自系统的远传信号，发送到系统的DCS，实时了解系统的状态。精密过滤器布置在冷凝系统之前，以确保解吸气流中可能的颗粒不能进入热交换器。

(2)解吸冷凝器的设计。为了提高气体的冷凝率，不仅要提高解吸气体的浓度，还要选择较低的冷凝温度，通过降低冷凝温度来降低VOC蒸气分压，从而提高回收率。一般蒸汽冷凝是按含有不凝性气体的冷凝来设计的；通常采用卧式管壳式冷凝器，以避免液膜阻力对传热的不利影响。当冷却剂通过管道，气体通过外壳时，便会产生马桶表面的水垢，方便清洗。虽然冷冻液温度越低冷凝越好，但单次冷冻液温度不应低于冷凝液的凝固点；较高的蒸汽速率有利于缩短脱附时间，提高脱附效率，但蒸汽速率过快会造成活性炭流化。如果没有严格的计算条件，冷凝器的总传热系数可按850w/㎡℃计算。

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