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2021-02-25 05:13 来源:北青网焦点新闻

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活性炭纤维脱附催化燃烧设备
浏览: 发布日期:2021-02-25
活性炭纤维脱附催化燃烧设备

       活性炭纤维吸附回收装置,是一种固定环式吸附床装置,以新型吸附材料活性炭纤维(Activated carbon fiber,ACF)为吸附材料,通过先进高效、安全可靠的工艺,机电一体化全自动控制技术处理各行业在生产过程中排出的有机废气。该技术具有吸附效率高、运行能耗低的优点,可充分回收工业废气中的有机溶剂,实现了保护环境和企业经济利益最大化的目标。
       活性碳纤维是经过活化的含碳纤维,将某种含碳纤维(如酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等)经过高温活化(不同的活化方法活化温度不一样),使其表面产生纳米级的孔径,增加比表面积,从而改变其物化特性。
      功能活性碳纤维与传统的吸附剂——粒状或粉状活性炭相比,具有优良的结构与性能特征。ACF纤维直径细、比表面积大、微孔结构发达、孔径小且分布窄、吸附容量大、吸脱速度快、再生容易。它对ppb级的痕量物质吸附特别有效,亦即低浓度下吸附效率高(例如对甲苯的吸附,GAC至少为100ppm,而ACF可达10ppm。另外ACF制品滤阻、滤损小、强度高、不易粉化、容易处理、净化纯度高、杂质少。
     吸附技术原理
        当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程就是吸附,具有吸附作用的物质被称为吸附剂,一般为密度相对较大的多孔固体。被吸附的物质称为吸附质,一般为密度相对较小的气体或液体。废气中的有机成分被吸附到活性炭纤维的微孔中,从而在炭纤维微孔内形成一层平衡的吸附浓度,由于分子之间拥有相互吸引的作用力,当一个分子被活性炭内孔捕捉后,会导致更多的分子不断被吸引,直到添满活性炭纤维孔隙为止。必须指出的是,不是所有的微孔都有吸附作用,这些被吸附的有机物分子的直径必须是要小于毛细孔的孔径,即只有当孔隙结构略大于有机物分子的直径,能够让有机物分子完全进入的情况下才能保证被吸附到微孔中,过大或过小都不行,这需要通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的吸附剂,从而适用于各种有机物的吸附。在吸附饱和后,采用蒸汽脱附法,将吸附在活性炭纤维孔径内的有机分子脱附出来并回收。

吸附回收工艺
  活性炭纤维吸附回收装置使用优质不锈钢为箱体,吸附箱内安置有一定数目的缠绕活性炭纤维毡的环式固定床。工艺可分为一级吸附工艺、二级或多级吸附工艺,吸附箱体之间通过管路和阀门或并或串连接,交替切换工艺步骤。
  1).预处理—吸附:去除酸碱腐蚀物质、固体颗粒物或液滴等夹带物,降低废气温度后经风机加压进入吸附器,有机组分在穿透活性炭纤维床层时被吸附,吸附净化后的气体从顶部排放。
  2).脱附—再生:吸附回收工艺采用水蒸气将有机物脱附,将活性炭纤维再生。脱附蒸汽由吸附器顶部进入,加热活性碳纤维床层,脱附有机物。脱附后的活性碳纤维湿度和温度都很高,需要向吸附器内吹扫空气,使碳纤维吸附床层迅速降温降湿,随后进入下一个循环。
  3).冷凝回收:脱附产生的混合蒸汽经冷凝器冷凝回收液态混合液,混合液可通过重力分层、蒸馏、精馏等手段回收有机物。


吸附材料:活性炭纤维(ACF)
  活性碳纤维是经过活化的含碳纤维,将某种含碳纤维(如酚醛基纤维、PAN基纤维、黏胶基纤维、沥青基纤维等)经过高温活化(不同的活化方法活化温度不一样),使其表面产生纳米级的孔径,增加比表面积,从而改变其物化特性。活性炭内部孔隙结构发达,比表面积大、具有强吸附能力的一类含碳材料,常被用于除味除臭,是一种常见的吸附剂。

  活性碳分为粒状活性碳、粉末活性碳及活性碳纤维,但是由于粉末活性碳有二次污染且不能再生而被限制利用。活性碳纤维(ACF)是继粉状与粒状活性碳(Granular activated carbon,GAC)之后的第三代活性碳产品。传统的活性炭是一种经过活化处理的多孔炭,为粉末状或颗粒状,而活性碳纤维则为纤维状,纤维上布满微孔,其对有机气体吸附能力比颗粒活性炭在空气中高几倍至几十倍,在水溶液中高5~6倍,吸附速率快100~1000倍!没有确切数值,这与活性碳纤维的种类、制作工艺等有关。它是继活性炭之后新一代的吸附材料,它的使用只是近20多年的事,世界上只有少数国家能够生产。它的制品可以是丝、纸、毡、布等形式,活性碳纤维的市场价格在40万/吨左右,是活性炭的十几倍到几十倍(煤质活性炭价格在1万/吨左右,椰壳活性炭价格在2万/吨左右)。但因其重量极轻,其制品成本只是略有增高而已。在工业上利用它的超强吸附能力去回收有机溶剂,净化空气,净化用水。ACF(碳纤维)是继广泛使用的粉末活性炭、颗粒活性炭之后的第三代新型吸附材料,它是由纤维为原料制成,具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、吸附速度快、杂质少等优点;被广泛运用于水净化、空气净化、航空、军事、核工业、食品等行业;
  ACF主要特点有:
  1).ACF孔隙发达,有丰富的孔,比表面积大;
  2).孔分布呈单分散态,主要由微孔组成,只有少量的过渡孔,有效吸附孔比例高;
  3).纤维直径细,孔口直接开口在纤维表面,吸附扩散路径短,接触面积大,接触均匀,见图1;
  4).孔径均匀,分布窄,吸附选择性较好;
  5).ACF工艺灵活性大,可制成纱、布、毡或纸等多种制品。
  以上特点说明ACF具有较强的吸附能力,较大的吸附容量,有较快的吸附和脱附速度,可选择性的吸附回收。
  活性炭纤维毡用于有机溶剂的回收,对于从气相分离回收有机溶剂,如对苯类、酮类、酯类、石油类的废气均能从气相吸附回收。用活性炭纤维作溶剂回收材料吸附脱附速度快、处理量大,回收溶剂质量高,回收率可达90%以上。随着人类环保意识的不断加强,对于生存的环境,特别是对空气、水等净化密切相关的活性炭等环保材料的性能要求越来越高,粒状或粉状活性炭已能很好满足使用要求。传统的活性炭是一种粒状或粉状的炭材,自20世纪初实现工业化生产以来,在分离及净化水及其它液体的除臭、净化等方面得到广泛应用。粒状或粉状的结构,它的吸附速度较慢,分离效率不高,特别是它的物理形态在应用时有许多不便,限制了应用范围。活性炭纤维孔径小且分布窄,吸附速度快,吸附量大,容易再生。与粉状(5nm~30nm)活性炭相比,活性炭纤维在使用过程中产生的微粉尘少,可制成纱、线、织物、毡等多种形态的制品,使用时更加灵活方便。活性炭纤维被认为是21世纪最优秀的环保材料之一,在气体和液体净化、有害气体及液体吸附处理、溶剂回收、功能电极材料等方面已得到成功应用。
装置特点与优势
  1).设备主体使用优质不锈钢加工制作,适合应用于各种场合,使用寿命长;
  2).系统化防爆设计和安全节点监控,严格的产品质量保证体系,确保设备本质安全;
  3). PLC控制,集成电磁阀、气动元件执行动作,可靠性强,操作方便,自动化程度高;
  4).为保证客户生产工艺过程和吸附装置安全运行,配备有事故紧急排放通道和动力电源、压缩空气突发故障情况下的安全设计,便于维护。
  5).物理吸附机理,分离温度低,设计有运行参数优化程序,大幅降低蒸汽和用电耗量,为客户节省运行费用。
  6).装置在处理大风量的废气时使用挡板阀,挡板阀有气缸控制阀板开启关闭动作,成本低于气动蝶阀;
  7).在废气进入吸附装置之前设置了三通旁通阀,在装置故障、维修时不影响车间正常生产;
  8).需要风机加压的吸附装置,将主风机位置设置到了三通旁通阀的前面,在装置故障、维修时风机仍然正常工作,主动排气,改善车间的生产环境,不影响车间正常生产;
  9).环式结构的固定床,将毡状碳纤维缠绕在上面,提高了通风面积、降低了阻力,提高了废气处理能力,也间接的降低了运行费用,使设备结构紧凑,占地面积小;
  10).设备选型灵活,工艺配置多变,为了有效地进行吸附回收,尤其是对吸附难度较大的气体,采用了“循环风”系统对废气进行多次循环吸附,以尽可能地提高吸附效率。
  11).采用了PLC控制,运行程序严谨,严格按照吸附—脱附再生—干燥降温连续运行,在切换频繁的情况下整个系统协调运行,设备全自动化运行。
  12).适用行业及适用可回收有机物

适用行业及适用可回收有机物
        适应行业:活性炭纤维吸附回收装置适用于石油化工、医药化工、农药化工、涂布行业、涂装行业、包装印刷行业、制革行业、超细纤维(人造革)、超高分子量聚乙烯纤维(PE纤维)等行业废气的净化,吸附回收废气中的有机物质,重复利用,降低消耗,减少污染。
        应用工程:聚氯乙烯/苯乙烯合成废气吸附回收氯乙烯/苯乙烯;丙烯酸废气吸附回收甲苯;蒽醌法双氧水废气吸附回收重芳烃;空气氧化法苯甲酸废气吸附回收甲苯;TBBPA生产废气吸附回收氯苯;水松纸印刷废气吸附回收乙醇;包装印刷废气吸附回收甲苯、乙酸乙酯、丙酮、异丙醇;干复机废气吸附回收乙酸乙酯;超细纤维(人造革)废气吸附回收甲苯;特种纤维(PE纤维)废气吸附回收碳氢清洗剂;制革废气吸附回收丙酮、乙酮;罐车装车吸附回收罐车油气中的有机物;油品储备罐区吸附回收储罐呼吸废气中有机物。
        可回收的有机物:乙醇、异丙醇、丁醇、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、三氯乙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯、全氯乙烯、石油醚、石脑油、重芳烃、碳氢清洗剂、二氧杂环己烷、二甲基溶纤剂、丙烯酸/酯、苯乙烯、醋酸乙烯、正己烷等。
        本公司专业生产活性炭纤维吸附脱附催化燃烧设备,欢迎实地考察
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