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3吸附-热再生-催化燃烧净化工艺
吸附-催化燃烧工艺是20世纪末发展起来的常规吸附方法与催化燃烧方法的组合工艺。该工艺原理是当吸附剂吸附达到饱和后,用热气流将有机物从吸附剂上脱附下来,使其再生,解吸释放的高浓度VOCs废气送往催化器催化燃烧,燃烧过程中产生的热量,一部分用于预热解吸后的高浓度VOCs废气,另一部分用于热解吸,其典型工艺流程可见图2。
该工艺净化度高、适用范围广,适用于中、低浓度、大风量的VOCs废气,但投资大、催化剂容易中毒、不易维修。其中浓缩轮吸附-催化燃烧工艺是目前研究应用的一个典型案例,浓缩轮是一个由装满吸附剂(活性炭、活性炭纤维或沸石)的旋转轮组成,废气从旋转轮上游侧进入浓缩轮的吸附区,其中的有机物被吸附,净化的废气从旋转轮的下游侧排出;同时,另一股流量小得多,但温度较高的脱附气沿废气相反的方向进入浓缩轮的脱附区,脱附已经吸附的有机物。浓缩轮以一定的速度缓慢旋转,这样仅用一台设备即可完成吸附、脱附操作,并使吸附和脱附同时进行,将大气量、低浓度的废气处理,变成小气量、高浓度的废气处理,之后再进到催化反应器燃烧,使设备费用大大降低。
4吸附-水蒸汽再生-溶剂回收净化新工艺
如上所述,使用水蒸汽进行脱附的方法,是吸附回收溶剂中最常用的一种方法。在大规模有机废气(溶剂)的处理技术中,水蒸汽的用量很大,因此,新的吸附-水蒸汽再生-溶剂回收净化工艺提出从脱附后的水蒸汽中回收冷凝热,如图3所示,它是利用脱附后的水蒸汽冷凝热产生压力低一些的水蒸汽升压后,再回到脱附操作中使用的方法。
使用这种方法,所需水蒸汽的蒸发潜热大部分能够回收,扣除水蒸汽升压所需的能量,还能回收很多能量。另外,为了抑制脱附时发生的酮类VOCs废气的氧化、分解、聚合反应,或酯类VOCs废气的水解反应等对温度依赖性大的溶剂的反应,在减压下用水蒸汽在低温(100℃以下)进行脱附的方式,称为吸附-低温水蒸汽再生-溶剂回收净化新工艺(图4)。
该工艺提出水蒸汽再生时与加压高温相反的思想,在脱附过程中采用真空泵降低压力与温度,这种方式能够提高活性炭吸附的安全性,同时提高回收溶剂的质量。
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