Oprema za adsorpciju aktivnog ugljena

1. Glavni oblici adsorpcije i desorpcije

Adsorpcija je proces nakupljanja ili kondenzacije jedne ili više komponenti u mješavini plinova na površini adsorbenata kako bi se postiglo odvajanje. Uobičajeno korišteni adsorbenti uključuju granulirani aktivni ugljen, aktivni ugljen u obliku saća, filc od aktivnih ugljenih vlakana, zeolit ​​u obliku saća, zeolit, itd. Učinkovitost pročišćavanja metode adsorpcije je nešto veća od 90%. Prema važećim emisijskim standardima, općenito obrađuje otpadni plin s koncentracijom manjom od 800 mg/m³ i temperaturom nižom od 40°C.

Stupni aktivni ugljen	Aktivni ugljen u saću	Pust od aktivnih ugljenih vlakana
Zeolit u granulama	Saćasti zeolit	Zeolit kolo

Desorpcija je regeneracija adsorbenta, koja se odnosi na proces odvajanja adsorbata od adsorbenta pomoću pare visoke temperature, pročišćavanja vrućim plinom i smanjenja tlaka.

2. Princip adsorpcije zeolitnog kotača

Sklop kotača za adsorpciju zeolita (kazeta) je središnji ležaj i potporni kružni okvir oko ležaja koji podupire rotor. Rotor je izrađen od zeolitnog adsorpcijskog medija i keramičkih vlakana. Kotač sadrži brtvu za odvajanje obrađenog ispušnog plina i čistog plina koji se oslobađa nakon tretmana. Materijal je izrađen od mekanog materijala (obično silicija) koji mora biti u stanju izdržati korozivnost VOCS-a i visoke radne temperature. Brtva odvaja sklop kotača za adsorpciju zeolita saća u osnovnu adsorpcijsku zonu (Adsorpcijska zona) i zonu regeneracije i desorpcije (Regeneracijska zona; zona desorpcije). Međutim, kako bi se poboljšao kapacitet adsorpcijske obrade kotača, uobičajeno je dodati izolacijsku zonu hlađenja (zona hlađenja ili zona pročišćavanja) u prve dvije zone. Obično je zona adsorpcije veća, dok su zona desorpcije i zona hlađenja dvije manje strane tretmana s jednakim površinama. Ponekad se može podijeliti u više serijskih zona za posebne potrebe; a adsorpcijski kotač koristi set električne pogonske opreme za rotiranje kotača, tako da kotač može imati promjenjivu brzinu tijekom tretmana i može kontrolirati sposobnost rotacije 2 do 6 puta na sat.

Nakon što VOC otpadni plin koji ispušta tvornica uđe u sustav, prva faza prolazi kroz rotor koji se sastoji od hidrofobnog zeolita, a VOC zagađivači se najprije adsorbiraju na rotoru; druga faza procesa desorpcije je propuštanje otpadnog plina (oko 180 do 250°C) obrađenog u zoni hlađenja koja je prethodno zagrijana nakon izmjene topline sa stražnjim sustavom spaljivanja u rotor za desorpciju organske tvari na visokoj temperaturi. U ovom trenutku, koncentracija zagađivača u izlazu može se kontrolirati tako da bude oko 5 do 20 puta veća od ulaznog otpadnog plina, a desorbirana organska tvar može se spaliti na temperaturi iznad 700°C u trećoj fazi ili kondenzirati za oporavak i ponovnu upotrebu. To može smanjiti veličinu naknadne jedinice za obradu otpadnog plina, operativne troškove i početne troškove opreme.

Procesne jedinice zeolitnog kotača su sljedeće:

Tijelo zeolitnog kotača sastoji se od nekih specifičnih čvrstih supstrata presvučenih slojem adsorbirajućeg praha. Supstrat je izrađen od keramike, stakla ili aktivnih ugljenih vlakana sinteriranjem. Keramička vlakna su najčešće korištena zbog svoje otpornosti na visoke temperature, visoke toplinske stabilnosti, mogućnosti pranja, nezapaljivosti te otpornosti na kiseline i lužine. Vrsta adsorbensa varira ovisno o sastavu plina koji se tretira. Općenito, mogu se koristiti aktivni ugljen, zeolit ​​itd. Debljina kotača je općenito 25cm-45cm.

Matrica zeolitnog kotača je površina od keramičkih vlakana presvučena slojem adsorbensa, općenito aktivnog ugljena ili hidrofobnog zeolita, kako bi se formirao kružni kotač u obliku saća, koji je podijeljen u dva područja, naime područje adsorpcijskog tretmana i područje regeneracije i desorpcije. Međutim, kako bi se poboljšao adsorpcijski kapacitet kotača, ponekad se između ta dva područja dizajnira područje za hlađenje. Obično je područje adsorpcije veće, a područje desorpcije i područje hlađenja dva su manja područja obrade jednake površine.

Oprema za povrat topline: Nakon spaljivanja ili oksidacije HOS-eva, temperatura čistog zraka je čak 500-700 ℃. Ovaj dio zraka se obnavlja kroz izmjenjivač topline za povrat toplinske energije. Istodobno se temperatura čistog zraka snižava, a zatim usmjerava u područje desorpcije rotora za desorpciju. Ako je temperatura previsoka, rotor može izgorjeti. Stoga temperatura koja ulazi u rotor ne smije biti previsoka. Općenito, postavlja se dvostupanjska oprema za povrat topline i dodaje se puhalo za uvođenje svježeg zraka i njegovo miješanje s izgorjelim zrakom kako bi se kontrolirala temperatura desorpcije u rasponu od 180-220 ℃. Kako bi se obradio otpadni plin HOS-a, uz sustav spaljivanja rotora za koncentraciju adsorpcije zeolita, na izlazu ispušnog plina instaliran je kondenzator za prethodno odvođenje i obradu VOC-a s visokim vrelištem (kao što su MEA, BDG, DMSO).

3. Princip povrata kondenzacije prije i nakon adsorpcije aktivnog ugljena

Otpadni plin se prikuplja sabirnim sustavom i ulazi u adsorpcijski uređaj na obradu.

Tijekom adsorpcije strujanje zraka ulazi u adsorpcijski sloj iz donjeg dijela sloja, a čisti ispušni plin nakon adsorpcije ispušta se kroz ispušnu cijev. Nakon što adsorpcija dosegne zadano vrijeme, prelazi se u fazu desorpcije. Tijekom desorpcije zasićena para ulazi u adsorpcijski sloj, a otapalo adsorbirano u sloju napušta adsorpcijski sloj zajedno s vodenom parom i ulazi u hladnjak.

Kondenzat se hladi ispod 40°C, plin koji se ne može kondenzirati vraća se na prednji dio ventilatora za ponovnu adsorpciju, a otapalo i kondenzirana voda ulaze u spremnik za skladištenje otapala radi privremenog skladištenja.

U skladu sa zahtjevima procesa, vrijeme desorpcije i povremeno vrijeme tijekom automatskog rada mogu se postaviti putem zaslona osjetljivog na dodir, a vrijeme adsorpcije jednako je zbroju vremena desorpcije i vremena čekanja.

Oprema radi automatski bez potrebe za osobljem na dužnosti. Električni upravljački sustav može se instalirati na licu mjesta ili u središnjoj kontrolnoj sobi. Opterećenje održavanja je relativno malo.

4. Uvod u adsorpcijski sustav

a. Predobrada ispušnih plinova

Sukladno zahtjevima projektne specifikacije projektira se i postavlja kanal za emisiju u nuždi. Status emisije kontrolira proizvodna radionica koja služi kao izravni kanal emisije ispušnih plinova u slučaju nezgode ili održavanja opreme.

b Adsorpcija

Ispušni plin se šalje u adsorber s aktivnim ugljenom pomoću ventilatora za usis zraka. Pod djelovanjem Van der Waalsove sile, organsko otapalo u ispušnom plinu biva zarobljeno i adsorbirano mikroporama u aktivnom ugljenu. Nakon što je aktivni ugljen zasićen adsorpcijom, on se regenerira. Ispušni plin se pročišćava adsorpcijom aktivnog ugljena i zatim čisto ispušta.

Specifikacije adsorpcijskog spremnika i količina punjenja adsorbensa dizajnirani su prema volumenu zraka kako bi se osigurala određena brzina plina i vrijeme zadržavanja, tako da adsorbent može učinkovito i potpuno apsorbirati organsko otapalo u otpadnom plinu. Adsorpcijski spremnik radi naizmjenično, a radno stanje adsorpcijskog spremnika automatski se prebacuje pomoću PLC automatskog upravljačkog sustava za izmjenično izvođenje tri procesa adsorpcije, desorpcije, hlađenja i sušenja itd.

5. Odabir procesa

Postupak obrade odabire se nakon sveobuhvatne analize izvora, svojstava (sastav, koncentracija, temperatura, vlažnost), količine zraka i drugih čimbenika otpadnog plina. Uobičajeni procesi obrade za obradu velikih količina organskih otpadnih plinova niske koncentracije su:

1) Adsorpcija zeolita, regeneracija pročišćavanjem vrućim plinom - katalitičko izgaranje ili spaljivanje na visokoj temperaturi.

2) Adsorpcija aktivnim ugljenom, regeneracija vodene pare ili vrućeg plina - povrat kondenzacije.

3) Adsorpcija aktivnim ugljenom, regeneracija pročišćavanjem vrućim plinom - katalitičko izgaranje.

Dijagram toka procesa adsorpcije i desorpcije	Dijagram toka procesa desorpcijskog izgaranja	Prikazi opreme za obradu adsorpcijskim katalitičkim izgaranjem