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活性炭吸附-氮气脱附回收乙酸乙醇工艺


  活性炭吸附-氮气脱附回收技术是一种简单实用的VOCs治理技术,利用阻燃性气体作为脱附介质回收有机溶剂,不仅能回收利用有机废气和阻燃性气体,实现污染零排放,而且对于提高活性炭和设备的使用寿命、节约投资成本、提高市场竞争力具有重要作用。本文通过采用乙酸乙酯作为吸附质,通过吸附率、脱附回收率、脱附温度等参数对该工艺进行了研究分析。

  一、活性炭吸附-氮气脱附回收技术研究对象
  吸附剂选用太西无烟煤的70颗粒活性炭,四氯化碳吸附率为74%;比表面积1000m21g,灰分≤12%,水分≤5%。活性炭在120℃下干燥2h,放置冷却后待用。吸附质为乙酸乙酯。

  二、活性炭吸附-氮气脱附回收技术结果分析
  1.吸附率与再生次数的关系
  条件:吸附温度25℃,吸附床层高度600mm;流速0.4m3/s。观看活性炭再生次数对其吸附性能的影响;结果如下表。


  从上表可知,在规定的乙酸乙酯出口浓度下,乙酸乙酯的首次动态吸附率为25.33%,经热氮气脱附再生后,其动态吸附率为14.76%~17.05%,产生这种波动主要是由于再生条件的不同和进口浓度的变化;因此该种活性炭经热氮气多次再生后仍具有很好的吸附能力,其吸附性能下降较慢。

  2.不同脱附温度下的脱附过程曲线
  条件:脱附风量42m3/h,炭层高度600mm。研究脱附温度对颗粒活性炭脱附行为的影响;结果如图2。
活性炭脱附时间

  由图2可知,随着脱附温度的降低,其相应的脱附曲线沿时间轴向后移动,脱附温度越低,其脱附时间越长,当脱附温度为130℃时,脱附结束时间比140℃时的脱附结束时间晚了约40min,比150℃脱附结束时间晚了约70min。另外,脱附结束后,150℃时的回收率为96.85%,140℃时的回收率为94.52%、130℃时的回收率为89.26%。可见,提高脱附温度可以缩短脱附时间,提高脱附效率,有利于脱附的进行。这主要是因为脱附是个吸热的过程,被吸附的乙酸乙酯需要吸收热量提高动能来摆脱活性炭的吸附,氮温度越高,传递给乙酸乙酯的动能越大,越有利于脱附的进行。

  3.不同脱附风量下脱附回收曲线
  条件:脱附温度140℃;炭层高度600mm。观看脱附风量对颗粒活性炭脱附行为的影响;结果如图3。
活性炭吸附技术

  从图3可知,随着循环脱附风量的增大,乙酸乙酯的脱附回收曲线沿时间轴向前移动,在风量为42m3/h时,脱附结束时间为130min;在风量为33m3/h时,脱附结束时间为160min;在风量为25m3/h时,脱附结束时间为200min,另外,乙酸乙酯的回收率随着脱附风量的增加而增加。可见,提高循环脱附风量,可以缩短脱附过程持续时间,提高脱附率。

  研究表明,采用活性炭吸附-氮气脱附回收技术不仅能有效回收有机溶剂,实现污染零排放,而且突破以往有机溶剂回收技术的局限性,具有广阔的应用前景。