Zariadenie na adsorpciu aktívneho uhlia

1. Hlavné formy adsorpcie a desorpcie

Adsorpcia je proces adsorbentov akumulujúcich alebo kondenzujúcich jednu alebo viac zložiek v zmesi plynov na povrchu, aby sa dosiahla separácia. Bežne používané adsorbenty zahŕňajú granulované aktívne uhlie, voštinové aktívne uhlie, plsť z aktívnych uhlíkových vlákien, voštinový zeolit, zeolitové koleso atď. Účinnosť čistenia adsorpčnej metódy je o niečo vyššia ako 90 %. Podľa súčasných emisných noriem sa vo všeobecnosti spracováva odpadový plyn s koncentráciou nižšou ako 800 mg/m³ a teplotou nižšou ako 40°C.

Stĺpové aktívne uhlie	Voštinové aktívne uhlie	Plsť z aktívnych uhlíkových vlákien
Granulovaný zeolit	Voštinový zeolit	Zeolitové koleso

Desorpcia je regenerácia adsorbentu, ktorá sa týka procesu oddeľovania adsorbátu od adsorbentu pomocou vysokoteplotnej pary, preplachovania horúcim plynom a zníženia tlaku.

2. Princíp adsorpcie zeolitového kolesa

Zoolitové adsorpčné koleso (kazeta) je centrálne ložisko a podporný kruhový rám okolo ložiska, ktoré podopiera rotor. Rotor je vyrobený zo zeolitového adsorpčného média a keramického vlákna. Koleso obsahuje tesnenie na oddelenie upraveného výfukového plynu a čistého plynu uvoľneného po úprave. Materiál je vyrobený z mäkkého materiálu (zvyčajne kremíka), ktorý musí odolávať korozívnosti VOCS a vysokým prevádzkovým teplotám. Tesnenie oddeľuje zostavu voštinového zeolitového adsorpčného kolesa na základnú adsorpčnú zónu (Adsorpčná zóna) a regeneračnú a desorpčnú zónu (Regeneračná zóna; desorpčná zóna). Aby sa však zlepšila kapacita adsorpčného spracovania kolesa, je bežné pridať k prvým dvom zónam izolačnú chladiacu zónu (chladiaca zóna alebo preplachovacia zóna). Adsorpčná zóna je zvyčajne väčšia, zatiaľ čo desorpčná zóna a chladiaca zóna sú dve menšie ošetrovacie strany s rovnakými plochami. Niekedy môže byť pre špeciálne potreby rozdelená do viacerých sériových zón; a adsorpčné koleso používa súprava elektrického pohonného zariadenia na otáčanie kolesa, takže koleso môže mať počas liečby premenlivú rýchlosť a môže ovládať schopnosť otáčať sa 2 až 6 krát za hodinu.

Potom, čo odpadové plyny VOCs emitované továrňou vstúpia do systému, prvým stupňom je prejsť cez rotor zložený z hydrofóbneho zeolitu a znečisťujúce látky VOCs sa najskôr adsorbujú na rotore; druhým stupňom desorpčného procesu je prechod odpadového plynu (asi 180 až 250 °C) spracovaného v chladiacej zóne, ktorý je po výmene tepla s koncovým spaľovacím systémom predhriaty, do rotora, aby sa organická hmota desorbovala pri vysokej teplote. V tomto čase môže byť výstupná koncentrácia znečisťujúcich látok regulovaná tak, aby bola približne 5 až 20-násobkom koncentrácie pritekajúceho odpadového plynu a desorbovaná organická hmota môže byť spálená pri teplote nad 700 °C v treťom stupni alebo kondenzovaná na regeneráciu a opätovné použitie. To môže znížiť veľkosť následnej jednotky na čistenie odpadových plynov, prevádzkové náklady a počiatočné náklady na zariadenie.

Procesné jednotky zeolitového kotúča sú nasledovné:

Telo zeolitového kotúča je zložené z niekoľkých špecifických pevných substrátov potiahnutých vrstvou adsorpčného prášku. Substrát je vyrobený z keramických, sklenených alebo aktívnych uhlíkových vlákien spekaním. Keramické vlákno je najpoužívanejšie pre svoju odolnosť voči vysokej teplote, vysokú tepelnú stabilitu, umývateľnosť, nehorľavosť a odolnosť voči kyselinám a zásadám. Typ adsorbentu sa mení v závislosti od zloženia plynu, ktorý sa má upravovať. Vo všeobecnosti sa môže použiť aktívne uhlie, zeolit ​​atď. Hrúbka kolesa je zvyčajne 25-45 cm.

Matrica zeolitového kotúča je povrch keramického vlákna potiahnutý vrstvou adsorbenta, vo všeobecnosti aktívneho uhlia alebo hydrofóbneho zeolitu, aby sa vytvorilo kruhové koleso v tvare včelieho plástu, ktoré je rozdelené na dve oblasti, a to oblasť adsorpčnej úpravy a oblasť regenerácie a desorpcie. Aby sa však zlepšila adsorpčná kapacita kolesa, niekedy je medzi týmito dvoma oblasťami navrhnutá chladiaca oblasť. Adsorpčná oblasť je zvyčajne väčšia a desorpčná oblasť a chladiaca oblasť sú dve menšie ošetrovacie oblasti rovnakej plochy.

Zariadenia na rekuperáciu tepla: Po spálení alebo oxidácii VOC je teplota čistého vzduchu až 500-700 ℃. Táto časť vzduchu sa rekuperuje cez výmenník tepla na rekuperáciu tepelnej energie. Súčasne sa zníži teplota čistého vzduchu a potom sa nasmeruje do desorpčnej oblasti rotora na desorpciu. Ak je teplota príliš vysoká, rotor môže spáliť. Preto by teplota vstupujúca do rotora nemala byť príliš vysoká. Vo všeobecnosti sa nastaví dvojstupňové zariadenie na rekuperáciu tepla a pridá sa dúchadlo, ktoré privedie čerstvý vzduch a zmieša ho so spáleným vzduchom, aby sa regulovala teplota desorpcie v rozsahu 180-220 °C. Na spracovanie odpadových plynov VOC je okrem systému spaľovania rotora s adsorpčnou koncentráciou zeolitu inštalovaný kondenzátor na výstupe výfukových plynov na predbežné odklonenie a spracovanie VOC s vysokým bodom varu (ako sú MEA, BDG, DMSO).

3. Princíp regenerácie kondenzácie pred a po adsorpcii aktívneho uhlia

Odpadový plyn sa zhromažďuje zberným systémom a vstupuje do adsorpčného zariadenia na spracovanie.

Počas adsorpcie prúd vzduchu vstupuje do adsorpčného lôžka zo spodnej časti lôžka a čistý výfukový plyn po adsorpcii je odvádzaný výfukovým potrubím. Keď adsorpcia dosiahne nastavený čas, prejde do fázy desorpcie. Počas desorpcie vstupuje nasýtená para do adsorpčného lôžka a rozpúšťadlo adsorbované v lôžku opúšťa adsorpčné lôžko spolu s vodnou parou a vstupuje do chladiča.

Kondenzát sa ochladí pod 40 °C, nekondenzovateľný plyn sa vracia do prednej časti ventilátora na opätovnú adsorpciu a rozpúšťadlo a kondenzovaná voda vstupujú do skladovacej nádrže rozpúšťadla na dočasné uskladnenie.

Podľa požiadaviek procesu je možné pomocou dotykovej obrazovky nastaviť čas desorpcie a prerušovaný čas počas automatickej prevádzky a čas adsorpcie sa rovná súčtu času desorpcie a času čakania.

Zariadenie beží automaticky bez potreby personálu v službe. Elektrický riadiaci systém môže byť inštalovaný na mieste alebo v centrálnej riadiacej miestnosti. Náročnosť údržby je relatívne malá.

4. Úvod do adsorpčného systému

a. Predúprava výfukových plynov

Podľa požiadaviek projektových špecifikácií je navrhnutý a inštalovaný núdzový emisný kanál. Emisný stav je kontrolovaný výrobnou dielňou, aby slúžil ako priamy kanál emisií výfukových plynov v prípade havárie alebo údržby zariadenia.

b Adsorpcia

Výfukové plyny sú posielané do adsorbéra s aktívnym uhlím ventilátorom nasávania vzduchu. Pôsobením Van der Waalsovej sily sa organické rozpúšťadlo vo výfukových plynoch zachytáva a adsorbuje mikropórmi v aktívnom uhlí. Po nasýtení aktívneho uhlia adsorpciou dochádza k jeho regenerácii. Výfukové plyny sa čistia adsorpciou aktívneho uhlia a potom sa čisto odvádzajú.

Špecifikácie adsorpčnej nádrže a množstvo náplne adsorbentu sú navrhnuté podľa objemu vzduchu, aby sa zabezpečila určitá rýchlosť plynu a doba zotrvania, aby adsorbent mohol účinne a úplne absorbovať organické rozpúšťadlo v koncovom plyne. Adsorpčná nádrž pracuje striedavo a pracovný stav adsorpčnej nádrže je automaticky prepínaný automatickým riadiacim systémom PLC, aby striedavo vykonával tri procesy adsorpcie, desorpcie, chladenia a sušenia atď.

5. Výber procesu

Proces úpravy sa volí po komplexnej analýze zdroja, vlastností (zloženie, koncentrácia, teplota, vlhkosť), množstva vzduchu a ďalších faktorov odpadového plynu. Bežné procesy úpravy na úpravu veľkoobjemového organického odpadového plynu s nízkou koncentráciou sú:

1) Adsorpcia zeolitu, regenerácia preplachovaním horúcim plynom – katalytické spaľovanie alebo spaľovanie pri vysokej teplote.

2) Adsorpcia aktívneho uhlia, regenerácia vodnej pary alebo horúceho plynu – regenerácia kondenzátu.

3) Adsorpcia aktívneho uhlia, regenerácia preplachovaním horúcim plynom – katalytické spaľovanie.

Vývojový diagram procesu adsorpcie a desorpcie	Vývojový diagram procesu desorpčného spaľovania	Výkresy zariadení na úpravu adsorpčného katalytického spaľovania