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RTO前处理系统之大孔树脂吸附技术简介

北极星VOCs在线  来源:合肥义禾YIHEAC  作者:合肥义禾  2021/9/3 8:56:37  我要投稿  
所属频道: VOCs治理  关键词:VOCs治理 活性炭纤维 医化行业

北极星VOCs在线讯:针对医化行业的废气治理,活性炭及活性炭纤维作为常用的吸附剂,我们可以将活性炭纤维吸附冷凝回收技术与RTO技术结合,既节约成本,也可以降低RTO的运行负荷。

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事实上,在一些特定场合,活性炭虽然是最常用的吸附剂,但在实际应用过程中活性炭的更换频率较高,运行成本较大;同时当入口废气浓度较大时,活性炭的吸附热效应明显,吸附床层温度剧增,并且具有较强吸湿性,将直接影响活性炭的吸附能力,甚至带来安全隐患。所以在这些场合,选择高分子大孔吸附树脂,可能处理效果会更好,因为它具有大比表面积、大孔容、孔道结构可调控等特点,有更好的环境适应性及性能可靠性,再生效率更高,整体运行成本更低,使得高分子树脂成为新型的良好吸附材料。前段时间,关于树脂吸附的团标也发布树脂吸附法工业VOCs治理工程技术规范发布!本篇将对新型的树脂吸附蒸汽脱附技术作一个简单地介绍。

在介绍吸附树脂之前,我们先来了解一下吸附作用的概念。吸附作用有物理吸附和化学吸附两大类。如下表。

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固体表面组成的分子或原子表面没有被包围,存在吸引其他分子的剩余作用力,即产生吸附作用。

吸附能力:吸附和解析是同时发生的,当吸附达到平衡时,单位质量的吸附剂上对吸附质的吸附量——吸附容量。吸附速度:单位时间吸附剂对吸附质的吸附量——吸附速率。大孔树脂分离纯化作用:通过物理吸附作用和分子筛作用相结合来实现的。

大孔树脂就是根据下面的性质进行设计的。

吸附性:由于范德华引力或氢键;

筛选性:它的多孔性网状结构所决定。

1.吸附树脂简介

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大孔树脂(macroporous resin)又称全多孔树脂,由聚合单体和交联剂、 致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成后,致孔剂被除去,在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴。因此大孔树脂在干燥状态下其内部具有较高的孔隙率,且孔径较大,在100~1000nm之间,故称为大孔吸附树脂。吸附树脂指的是一类高分子聚合物。吸附树脂品种很多,单体的变化和单体上官能团的变化可赋予树脂各种特殊的性能。吸附树脂是以吸附为特点,具有多孔立体结构的树脂吸附剂,它是最近几年高分子领域里新发展起来的一种多孔性树脂,由苯乙烯和二乙烯苯等单体通过悬浮共聚法制得。其拥有良好的网孔结构与较高的比表面积,可以通过孔道大小的筛分作用、分子间作用力或氢键作用选择性吸附有机分子,可应用于高、中、低浓度挥发性有机物(VOCs)的吸附回收,实现达标排放。

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2.高分子大孔吸附树脂的一些优势

①物质特性:

高分子树脂性能稳定,损耗较小;

高分子树脂表面具有一定疏水性,湿度对VOCs的吸附效果基本没有影响;

高分子树脂表面无催化作用,可用于吸附氯代烃类化合物,吸附烃类、酮类和酯类等化学性质活泼的物质;

高分子树脂孔道结构可根据被处理废气中的VOCs的特性进行调控;

高分子树脂具有良好的物理、化学稳定性,耐酸、碱和有机溶剂,且具有高的热稳定性和机械强度。

②运行过程:

高分子树脂运行成本远低于活性炭及活性炭纤维回收工艺;

高分子树脂填料为无规则的球形颗粒,系统运行阻力较小;

高分子树脂操作弹性大,可承受废气较大风量及浓度的波动。

3.树脂吸附脱附技术工艺流程

同活性炭纤维吸附回收技术一样,该系统也包含废气预处理系统、吸附系统、脱附系统及分离系统。详细见下流程简图及说明。

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①预处理系统:

根据客户所给的废气参数,我们会根据组分中的含水量、含尘量、含酸碱性气体量等,来做相应的除湿、除尘、碱/酸/水喷淋等预处理,以减少对后端管道及设备的影响。

②吸附系统:

吸附系统一般采用两柱串联一柱再生的模式,共设三台吸附柱。刚开始运行时,启动A柱,运行一段时间后启动B柱,再运行一段时间后启动A柱再生且启动C柱吸附,以此类推,切换再生的时间根据排放峰值略有不同。

③脱附系统:

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脱附系统分为再生、吹扫及冷却过程。

再生:树脂吸附饱和后进行再生,有机物被从树脂孔道中带出来,进入两级冷凝器冷凝,之后再进入分离器;

吹扫:再生完毕后,树脂柱的死角内可能残留着高浓度低沸点物质,有可能在爆炸范围内。

冷却:使用降温介质对树脂床层进行快速降温。

④分离系统:

被带出的有机物进入冷凝器冷凝后再进入分离系统分离出油相和水相,供回收利用或进行下一步的处理。

针对医化行业的废气治理,一般我们建议将含氯及不含氯废气分开收集,分别处理。含氯废气经过树脂吸附蒸汽脱附系统处理后达标排放,或处理后的尾气与不含氯废气汇总再通入RTO焚烧,这样既减小了RTO的运行负荷,也避免或大大降低了RTO系统内设备、阀门、仪表及管道被腐蚀的可能性,从而提高RTO的使用寿命。


原标题:RTO前处理系统之大孔树脂吸附技术简介

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