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蜂窝活性炭在大风量有机废气治理技术中的应用

作者:河南华西环保 来源:河南华西环保 日期:2020/2/17 19:44:17 人气:

     蜂窝活性炭具有发达的孔隙结构、优良的吸附性能和很高的使用稳定性;主要用在空气净化领域中普遍认为大风量、低浓度有机废气的净化,这类废气的特点是排风量大、废气中同时存在几种污染物而且每种浓度都较低,一般在1g/m3以下,这种情况下引用蜂窝状活性炭的优势,并进行了批量生产采用吸附净化、脱附再生和催化然烧相结合的原理设计了适合于大风量、低浓度有机废气治理的设备。实际应用表明蜂窝活性炭吸附性能好脱附速率快,完全满足了工艺使用要求。

 一、蜂窝活性炭的性能
  本文研制了2种规格的蜂窝活性炭,其规格性能见表1。


  1、吸附性能

  用顶空色谱法测定了蜂窝活性炭(TF-1)对苯蒸气的吸附等温线,如图2所示,根据D-A方程计算得孔结构参数: Wq=0.268 mL/g,B=1.05*10-6,S= 719 m2/g。 可以看出,虽然在制备过程中加入的粘合剂对其吸附性能有一定的影响,但蜂窝活性炭对苯蒸气仍有较好的吸附性能,属吸附性能较好的活性炭


  2、动力学性能

  与颗粒状活性炭相比,蜂窝活性炭具有独特的蜂窝状结构,开孔率高,流体通过时产生的压力损失很小,不同流速下蜂窝活性炭和粒状活性炭对空气流的阻力见图3;


  由图3可知以床层高度0.60m、空塔速度1.39m/s为标准,蜂窝活性炭的阻力很小,具有优越的动力学性能。在实际应用进行吸附设备的设计时,若以粒状活性炭为吸附剂,设备的气流空塔速度一般只取0.1~-0.6m/s;而用蜂窝活性炭为吸附剂时,设备的气流空塔速度可以在较大范围内选取最大可取到2m/s的高空塔速度,因此蜂窝活性炭很适合应用在大风量条件下对有机废气进行吸附净化。

  二、大风量有机废气的净化原理

  大风量有机废气净化装置采用蜂窝活性炭为吸附剂,结合吸附净化、脱附再生和催化燃烧的原理,即将大风量、低浓度的有机废气通过蜂窝活性炭吸附以达到净化空气的目的.当活性炭吸附饱和后再用热空气脱附使活性炭得到再生;脱附出的有机物被送往催化燃烧床进行催化燃烧,有机物被氧化成无害的CO2和H2O,燃烧后的热废气又用于对蜂窝活性炭的脱附再生,达到废热利用和节能的目的。整套装置由吸附床、催化燃烧床、相关的风机、阀门等组成,设计了能连续处理有机废气的净化装置,其工艺流程如图4所示。


  吸附床的结构采用抽屉式的组装结构,蜂窝活性炭均匀装填在抽屉内组成单个吸附单元,便于装卸和更换材料,为适应不同处理风量的要求,设计了处理风量在5000~25000m3/h五个规格的吸附设备,配置构成5种型号的大风量有机废气净化装置,其阻力在1.2~1.5 kPa之间,因此可采用中、低压排风机,减少了能耗和噪音污染。

  由上可知,通过蜂窝活性炭的吸附浓缩作用,将大风量,低浓度的有机废气转换成小风量、高浓度的有机废气,在催化燃烧床上保持稳定的自持燃烧状态,转变成无害的CO2和H2O,燃饶后的热废气又用于对蜂窝活性炭的脱附再生,达到了废热利用、有机物处理彻底的目的。蜂窝活性炭在大风量有机废气治理技术中的应用,为活性炭技术的应用开辟了一条新途径。

 

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