随着分子筛活性炭性能的提高,使用得比较普遍的是简单装置的种方式,压力回转吸附中,简单的是两塔切换装置,均压工序也是上下同时进行均压。再生产是在均压后的减压进行,此时把一部分产品氮气作为载气的形式逆流具有一定的效果,逆流量有佳价值,10%左右经济性好,再生后,接在均压后面的是用供给的原料气体升压[11]。在制造高纯度氮气时,用产品氮气将均压时在塔内出口一侧生产的不纯气体回流压入入口侧,是一种升压的有效方法。作为一种廉价而又容易操作、方便的氮气发生装置,它的用途已经确立,并逐渐普及。
(2)二氧化碳气体分离二氧化碳排放量大,是造成地球变暖的一种气体。通常使用的除去、回收二氧化碳气体的方法是氨气吸收等方法。正在研究操作简单的压力回转吸附法在回收各种排气中二氧化碳气体方面的应用[12]。作为所使用的吸附剂,正在研究的活性炭、分子筛活性炭、分子沸石和硅胶等。现在已经在压力回转吸附装置中实际使用的是活性炭或沸石,两者都是通过平衡吸附分离机能分离二氧化碳。淄博活性炭与分子筛沸石比较,从平衡吸附特性来看,下列三种场合使用活性炭更加有利:二氧化碳气体浓度大;温度低;水分含量大。从吸附方面的特征来看,活性炭压力回转吸附法的吸附压力越大、效果越好;而加压对分子沸石的效果却不大,在常压下吸附就足够了1]。分子筛与活性炭相比,平衡吸附量较小,但具有与活性炭同样的其他性质。
硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气,其中含有NO,,危害。我国现有硝酸生产工厂50多家,硝酸尾气中NO,的浓度一般为(500~1000) mg/L,每年排入大气的NO,(以NO2计)约为6万吨。如果能回收这些 NO,,不仅控制了对环境的污染,同时可以增产硝酸,降低生产成本”。
目前西南化工研究院已开展了硝酸尾气的吸附法回收治理工业性试验研究工作,研究表明,淄博活性炭净化气中NO,浓度可控制在低于0.02%,对应尾气中 NO,浓度从0.04%~0.8%,回收气中NO,浓度变化范围可从0.8%~5%可以返回系统生产硝酸。
对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术,西南化工研究设计院已开发或功,并申报国家专利。对烟道气中氮氧化物的脱除,根据烟道气组成采用 TSA法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物的排放量。
提纯一氧化碳
我国每年生产黄磷40X10t,生产过程中每生产1t黄磷会产生2500m气,每年产生的尾气量达10X10°m,其主要成分为一氧化碳(85%~90%) CO是一种易燃的气体,又是一种重要的碳化工原料。尾气中含有的 P、S、As、F等及其化合物的有毒组分未经处理排放到大气中将严重污染境,,所以有效处理黄磷尾气具有非常重要的意义。近年来国内外在净化黄磷尾气和开发黄磷尾气领域已开展了较多工作,其中西南化研究院开展了尾气处理的动态吸附研究实验,取得了可循环操作的TSA 净化流程,并结合自己的CO提纯专有技术,已转让一套采用吸附法从黄磷尾气化并提纯CO 的工业装置。
恶臭是空气中的异味物质刺激嗅觉器官而引起不愉快和损害生活环境的污染物,污染源来自含硫等烃类化合物,常出现在饲料厂。皮革厂、纸浆厂。化工厂、垃圾污水处理厂、水产加工厂、农场等。通常把正常勉强能感觉到的臭味浓度称为嗅觉的阈值,臭味灵敏度因人而异,与臭味阈值的资料常不相同。一股臭味强度以嗅觉阈值分为六级。
我国在《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)中对八种恶臭污染物规定了一项大排放限值:氨、二甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚,二甲二硫,二硫化碳、苯乙烯。
恶臭的治理方法因臭气性质而异,有用水、酸或碱的吸收法。有直接燃烧脱臭法或催化燃烧脱臭法,有活性炭脱臭法。对低浓度的恶臭气体的处理,通常采用活性炭脱臭法,效果良好。活性炭品种型号的选择,应经实验室试验其吸附能力、吸附速度、机械强度、再生难易、价格高低而定。针对恶臭的性质,可以对活性炭进行定向处理,提高其使用效果;吸附温度控制在40℃以下为宜,以利提高吸附效果。
将活性炭和活性氢化铝、二氧化硅、沸石和(或)重金属,再加黏结剂组成的制品,可有效地除去空气中臭味、细菌和真菌孢子,适用于冰箱、冷冻器等。将0.1%~20%铁、铬、镍、钴、锰、锌、铜、镁的氧化物和(或)钙载在100份的活性炭上,经水蒸气的气氛下加热处理,再以有机黏结剂成型。这种蜂窝状活性炭具有高的催化氧化活性和低的压力损耗,适用于作冰箱、厕所和空气净化器中的防臭剂,可迅速去除低浓度的甲硫醇或胺等臭味物质。蜂窝状活性炭也可用于处理空气中臭气的过滤器,通过颗粒活性炭和酚醛树脂黏结剂制成的吸附剂在多层床中的过滤作用,密闭室内或厕所里的臭味可有效地脱除。将活性炭层夹入两片透气片中成为三明治式结构的除臭片。透气片之一以阳离子去臭剂浸渍,透气片之二以阴离子去臭剂浸渍,除臭效率更大。以旋转混合装置将有臭气的空气与活性炭、吸附剂接触,再以微波辐射装置处理用过的废炭,会有臭氧的催化分解装置处理被吸附杂质。11.治理放射性气体和蒸气
活性炭溶剂回收过程主要由以下4个基本阶段构成。
(1)吸附吸附过程可持续到从炭层到吸附区出口,使之达到极限的放空浓度。这样来选择吸附器的尺寸和物流速度,到放,炭层的操作时间与操作周期相吻合(例如:8h白天操作,夜晚进行再生)。然而,在很多情况下是临近放空时就转换到第二个吸附器(并联设备),转换过程好利用浓度传感器控制的自动控制系统。
(2)解吸吸附饱和的活性炭是在120~140℃利用水蒸气进行再生;对于高沸点溶剂,则需要提高蒸汽温度。解吸时,可以使用萃取洗提部分溶剂,直到炭层的终温。对于容易分解的溶剂,解吸过程需要谨慎。有些需要在炭层中增加加热装置,这样可以减少蒸汽用量,增加冷凝液的浓度。使用的蒸汽,一部分用于解吸,一部分用于洗脱。而对于湿活性炭来说,用于解吸和用于洗脱的量会有不同,因为解吸活性炭吸附的水需要大量的能量。
因此,在从具有较高相对湿度的空气中回收溶剂时或者在利用湿蒸汽作为解吸剂时,装有炭层的吸附器的生产能力会有所降低。因此蒸汽耗量与被提取的溶剂量之比,仅在评价解吸程度时才有意义。通常从经济观点出发,解吸过程可在达到一定残余容量的条件下中止;在二次回收循环中,应考虑到原始吸附能力的降低。在大多数情况下,以蒸汽来解吸30~40min也已足够了,但却极少见到用60min的情况;在某种程度上,这是与所用蒸汽的湿度有关。
(3) 干燥在以蒸汽置换解吸过程结束时,活性炭的孔隙和炭料颗粒的间隙均被水蒸气所饱和。这就大大降低了在二次循环中,大量溶剂的吸附。因此,炭层应当干燥,这通常以热空气和干蒸气来实现。因为在设备的死角和炭料颗粒间的空间内仍有残留溶剂,尽管已被解吸,但还没有从吸附器中逸出,
溶剂回收通常应用小容量固定床吸附器,在大多数情况下均是立式圆简形过滤器、炭料层高度多为50~100cm,更高的炭层则不常见,活性炭料层常常堆积在由石英砾石或者其他陶瓷材料构成的支撑层之上,这种一来可形成活性炭与置于设备底部的金属丝网或多孔饰网直接接触,从而使被净化的空气能较为均匀地分配。这样支撑层具有蓄热器的功能,它可在水蒸气再生的过程中使其加热,而后又把热量传给空气,再传热使炭层干燥,众所周知,惰性陶瓷球同时可作为不固定的罗底织物层的支承层的设备,
常用柱形活性炭颗粒作填料,因为由于这种形状可以使之建立没有通路形成的密实层。在大多数情况下、被净化气体的流向是自下而上,为了快速吸附蒸气(例如氯代经类)、物流的线速度约为50cm/s,而对于吸附其他溶剂的戴气、则其线速度约为30cm/s。在回收极易挥发的溶剂时,可降低物流速度,同时需要转移空气流中的热量,热量的转移通常是借助于在炭料中配置冷却蛇管来实现。
某些溶剂在同热的或者潮湿的活性炭接触的情况下,会发生局部分解。例如在用水燕气再生时,如含氯烃类可分解出盐酸,醚类可被水解,而丙酮,丁酮或者甲基异丁基酮这样的酮类可生成乙酸、二乙酰或者其他的裂解产物。在这些场合利用钢制成的设备或是山陶瓷砌成的或者用合成涂料涂层的吸附器。如果空气中含有腐蚀组分,需在吸附之前去除掉。
活性炭制造回收利用
①回收溶剂的再利用。直接回收的溶剂,往往含有在该温度下的平衡溶解水分。这个现象在采用水蒸气解吸法的场合,是所有溶剂回收装置的共同点。因此,对于杜绝水分的产品,在使用回收溶剂时预行脱水、燕馏等提纯操作。在所含的杂质当中也可能含有微量金属、根据其用途,应对这杂质组成进行充分研究以后再加以利用。在实践中,对溶剂进行回收的炭,特别应关注其吸附性能和脱附性能之间的平衡,好能根寸对活性炭的孔径分布进行合理设计和调整,使其对溶剂的有和吸附量与可脱附量之间的差值)大化;当活性炭仅用于溶剂行溶剂无害化处理(多采用焚烧或催化燃烧)时,虽然脱附性能亦但要求会大大低于回收时的情况。
活性炭回收溶剂技术在我国的应用
我国已在诸多行业如印刷、油漆、橡胶、胶片、石棉制品和合成纤维等成功应用活性炭溶剂回收技术,取得显著的社会益。例如杭州新华造纸厂采用活性炭回收技术后,降低溶剂获纯利润约70万元,同时周边大气环境显著改善[6];北京单位采用国内新开发的活性炭溶剂回收技术后,工作环境中的大*善、大气中苯、甲苯等有害物质的含量从每立方米几百毫净化效率达90%[8);据资料介绍、国内某化纤厂采用活性回收二硫化碳,回收率接近90%,减少了大气污染,显著改善并降低了生产成本。目前我国已有许多行业采用活性炭溶剂回收几种溶剂,有效减少了大气污染