Equipamento de adsorção de carvão ativado

1. Principais formas de adsorção e dessorção

Adsorção é o processo em que adsorventes acumulam ou condensam um ou mais componentes em uma mistura gasosa na superfície para obter a separação. Os adsorventes comumente usados ​​incluem carvão ativado granular, carvão ativado em favo de mel, feltro de fibra de carbono ativado, zeólito em favo de mel, roda de zeólito, etc. A eficiência de purificação do método de adsorção é ligeiramente superior a 90%. De acordo com os padrões de emissão atuais, geralmente trata gases residuais com concentração inferior a 800 mg/m³ e temperatura inferior a 40°C.

Carvão ativado em pilares	Carvão ativado em favo de mel	Feltro de fibra de carbono ativado
Zeólita Granular	Zeólita de favo de mel	Roda Zeólita

A dessorção é a regeneração do adsorvente, que se refere ao processo de separação do adsorbato do adsorvente por meio de vapor de alta temperatura, purga de gás quente e redução de pressão.

2. Princípio de adsorção da roda de zeólita

O conjunto da roda de adsorção de zeólita (cassete) é um rolamento central e uma estrutura circular de suporte ao redor do rolamento que sustenta o rotor. O rotor é feito de meio de adsorção de zeólita e fibra cerâmica. A roda contém uma vedação para separar os gases de escape tratados e os gases limpos liberados após o tratamento. O material é feito de um material macio (geralmente silício) que deve ser capaz de resistir à corrosividade dos VOCS e às altas temperaturas de operação. A vedação separa o conjunto da roda de adsorção de zeólita em favo de mel em uma zona de adsorção básica (zona de adsorção) e uma zona de regeneração e dessorção (zona de regeneração; zona de dessorção). Porém, para melhorar a capacidade de tratamento de adsorção da roda, é comum adicionar uma zona de resfriamento de isolamento (zona de resfriamento ou zona de purga) às duas primeiras zonas. Normalmente a zona de adsorção é maior, enquanto a zona de dessorção e a zona de resfriamento são dois lados de tratamento menores com áreas iguais. Às vezes pode ser dividido em mais zonas de série para necessidades especiais; e a roda de adsorção é usada por um conjunto de equipamentos de acionamento elétrico para girar a roda, de modo que a roda pode ter velocidade variável durante o tratamento e pode controlar a capacidade de girar 2 a 6 vezes por hora.

Após a entrada do gás residual dos COVs emitidos pela fábrica no sistema, o primeiro estágio passa por um rotor composto de zeólita hidrofóbica, e os poluentes dos COVs são primeiro adsorvidos no rotor; a segunda etapa do processo de dessorção é passar o gás residual (cerca de 180 a 250°C) tratado na zona de resfriamento que é pré-aquecida após a troca de calor com o sistema de incineração de back-end para o rotor para dessorver a matéria orgânica em alta temperatura. Neste momento, a concentração de poluentes de saída pode ser controlada para ser cerca de 5 a 20 vezes maior que a do gás residual de entrada, e a matéria orgânica dessorvida pode ser incinerada a uma temperatura acima de 700°C no terceiro estágio ou condensada para recuperação e reutilização. Isto pode reduzir o tamanho da unidade de tratamento de gases residuais subsequente, os custos operacionais e os custos iniciais do equipamento.

As unidades de processamento da roda zeólita são as seguintes:

O corpo da roda zeólita é composto por alguns substratos sólidos específicos revestidos com uma camada de pó adsorvente. O substrato é feito de cerâmica, vidro ou fibra de carbono ativado por sinterização. A fibra cerâmica é a mais amplamente utilizada devido à sua resistência a altas temperaturas, alta estabilidade térmica, lavabilidade, não inflamabilidade e resistência a ácidos e álcalis. O tipo de adsorvente varia dependendo da composição do gás a ser tratado. Geralmente, pode ser usado carvão ativado, zeólito, etc. A espessura da roda é geralmente de 25cm a 45cm.

A matriz da roda de zeólita é uma superfície de fibra cerâmica revestida com uma camada de adsorvente, geralmente carvão ativado ou zeólita hidrofóbica, para formar uma roda circular em forma de favo de mel, que é dividida em duas áreas, a saber, a área de tratamento de adsorção e a área de regeneração e dessorção. Contudo, para melhorar a capacidade de adsorção da roda, por vezes é projetada uma área de resfriamento entre as duas áreas. Normalmente, a área de adsorção é maior, e a área de dessorção e a área de resfriamento são duas áreas de tratamento menores de área igual.

Equipamento de recuperação de calor: Após queimar ou oxidar VOCs, a temperatura do ar limpo chega a 500-700°C. Esta parte do ar é recuperada através de um trocador de calor para recuperar energia térmica. Ao mesmo tempo, a temperatura do ar limpo é reduzida e então direcionada para a área de dessorção do rotor para dessorção. Se a temperatura for muito alta, o rotor poderá queimar. Portanto, a temperatura que entra no rotor não deve ser muito alta. Geralmente, um equipamento de recuperação de calor de dois estágios é configurado e um soprador é adicionado para introduzir ar fresco e misturá-lo com o ar queimado para controlar a temperatura de dessorção na faixa de 180-220°C. Para tratar gases residuais de VOCs, além do sistema de incineração do rotor de concentração de adsorção de zeólita, um condensador é instalado na saída dos gases de escape para pré-desviar e tratar VOCs de alto ponto de ebulição (como MEA, BDG, DMSO).

3. Princípio da recuperação de condensação antes e depois da adsorção de carvão ativado

O gás residual é coletado pelo sistema de coleta e entra no dispositivo de adsorção para tratamento.

Durante a adsorção, o fluxo de ar entra no leito de adsorção pela parte inferior do leito, e o gás de exaustão limpo após a adsorção é descarregado através do tubo de exaustão. Após a adsorção atingir o tempo definido, ela passa para a fase de dessorção. Durante a dessorção, o vapor saturado entra no leito de adsorção, e o solvente adsorvido no leito sai do leito de adsorção junto com o vapor de água e entra no refrigerador.

O condensado é resfriado abaixo de 40°C, o gás não condensável retorna para a frente do ventilador para reabsorção e o solvente e a água condensada entram no tanque de armazenamento de solvente para armazenamento temporário.

De acordo com os requisitos do processo, o tempo de dessorção e o tempo intermitente durante a operação automática podem ser definidos através da tela sensível ao toque, e o tempo de adsorção é igual à soma do tempo de dessorção e do tempo de espera.

O equipamento funciona automaticamente sem a necessidade de pessoal de plantão. O sistema de controle elétrico pode ser instalado no local ou na sala de controle central. A carga de trabalho de manutenção é relativamente pequena.

4. Introdução ao sistema de adsorção

uma. Pré-tratamento de gases de escape

De acordo com os requisitos das especificações de projeto, um canal de emissão de emergência é projetado e instalado. O status das emissões é controlado pela oficina de produção para servir como canal direto de emissão de gases de escape em caso de acidente ou manutenção do equipamento.

b Adsorção

Os gases de exaustão são enviados para o adsorvedor de carvão ativado pelo ventilador de entrada de ar. Sob a ação da força de Van der Waals, o solvente orgânico dos gases de escape é capturado e adsorvido pelos microporos do carvão ativado. Depois que o carvão ativado é saturado com adsorção, ele é regenerado. Os gases de escape são purificados pela adsorção de carvão ativado e depois descarregados de forma limpa.

As especificações do tanque de adsorção e a quantidade de carga do adsorvente são projetadas de acordo com o volume de ar para garantir uma certa velocidade do gás e tempo de residência, de modo que o adsorvente possa absorver de forma eficaz e completa o solvente orgânico no gás residual. O tanque de adsorção funciona alternadamente, e o estado de funcionamento do tanque de adsorção é automaticamente alterado pelo sistema de controle automático PLC para executar alternadamente os três processos de adsorção, dessorção, resfriamento e secagem, e assim por diante.

5. Seleção de processos

O processo de tratamento é selecionado após análise abrangente da fonte, propriedades (composição, concentração, temperatura, umidade), volume de ar e outros fatores do gás residual. Os processos de tratamento comuns para o tratamento de gases residuais orgânicos de grande volume e baixa concentração são:

1) Adsorção de zeólita, regeneração de purga de gás quente - combustão catalítica ou incineração em alta temperatura.

2) Adsorção de carvão ativado, regeneração de vapor de água ou gás quente - recuperação de condensação.

3) Adsorção de carvão ativado, regeneração de purga de gás quente - combustão catalítica.

Fluxograma do processo de adsorção e dessorção	Fluxograma do processo de combustão de dessorção	Renderizações de equipamentos de tratamento de combustão catalítica por adsorção