活性炭纖維吸附回收裝置是目前廣泛使用的工業(yè)廢氣治理回收技術(shù)?；钚蕴坷w維具有比表面積大、微孔豐富且分布均勻、吸脫附速率快、吸附效率高、易再生等優(yōu)點(diǎn)。

1 活性炭纖維回收甲苯工程      

某化工企業(yè)幾個(gè)車間經(jīng)改造后的VOCs治理流程如下：

1.1 方案思路

主要按照如下設(shè)計(jì)，其中甲苯在活性炭纖維中吸脫附流程如下：

當(dāng)甲苯尾氣通過(guò)活性炭纖維床層時(shí)， 其中的甲苯被活性炭纖維吸附、截留，從而使廢氣得到凈化排放。當(dāng)活性炭纖維吸附有機(jī)物達(dá)到飽和后，要對(duì)活性炭纖維床層進(jìn)行脫附再生。再生時(shí)，通入飽和水蒸汽加熱活性炭纖維床層，甲苯被吹脫解吸出來(lái)，并與水蒸氣形成蒸汽混合物， 然后將蒸汽混合物冷凝為液體， 液體經(jīng)自動(dòng)分層后得到可以回收再利用的油層甲苯，同時(shí)分層水排入廢水系統(tǒng)集中處理。脫附干凈的活性炭纖維床層再進(jìn)行冷卻和干燥處理， 以備下一個(gè)循環(huán)的再次吸附。甲苯冷凝產(chǎn)生的尾氣再接入活性炭纖維吸附回收裝置。活性炭纖維吸附回收裝置工藝原理見下圖。

1.2關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定

本項(xiàng)目活性炭纖維吸附回收裝置的設(shè)計(jì)風(fēng)量為6000 m3/h，設(shè)計(jì)甲苯的流量為30 kg/h，設(shè)計(jì)吸附進(jìn)氣溫度小于40 ℃， 設(shè)計(jì)脫附蒸汽壓力約0.2 MPa，設(shè)計(jì)脫附溫度約100 ~ 105 ℃。

1.3 處理流程設(shè)定

活性炭纖維吸附回收裝置由一套2 箱6 芯的不銹鋼活性炭纖維吸附器和一座不銹鋼顆粒碳吸附器，前者完成甲苯的吸附和回收，后者作為保安工藝保障甲苯達(dá)標(biāo)排放。其中活性炭纖維吸附器碳纖維裝填量40 kg/芯，共480 kg，采用2 箱并聯(lián)運(yùn)行，交替完成吸附和再生， 單箱活性炭纖維吸附器的吸附時(shí)間為30 min，蒸汽脫附時(shí)間為15 min，間歇時(shí)間5min，空氣干燥10 min。顆粒碳吸附器再生時(shí)，排氣進(jìn)行超越。企業(yè)通過(guò)定期取樣分析，判斷活性炭吸附器及顆粒碳吸附器處理效率， 并調(diào)整吸附周期及再生頻次。

1.4 效益分析

1）產(chǎn)出：本項(xiàng)目甲苯的回收量按照30 kg/h，每年生產(chǎn)時(shí)間按照8000 h 計(jì)算， 通過(guò)活性炭纖維吸附回收裝置每年可回收的甲苯量為228 t（回收率95%）。每噸甲苯價(jià)格按照0.6 萬(wàn)元計(jì)算， 每年的回收甲苯的總價(jià)值為136.8 萬(wàn)元。

2）運(yùn)行成本：活性炭纖維吸附回收裝置蒸汽消耗量500 kg/h（蒸汽平均使用系數(shù)0.167）， 廢氣治理裝置運(yùn)行基本功率約45 kW。則每年消耗蒸汽668 t，耗電3.6 ×105 kW·h，每年蒸汽和用電費(fèi)用為52.7 萬(wàn)元；每年設(shè)備維修維護(hù)費(fèi)用、吸附劑更換費(fèi)用約6 萬(wàn)元，每年設(shè)備折舊費(fèi)用約6 萬(wàn)元；每年人工費(fèi)用約3 萬(wàn)元。合計(jì)每年總運(yùn)行費(fèi)用約為67.7 萬(wàn)元。

3）通過(guò)上述計(jì)算， 每年活性炭纖維吸附回收裝置回收甲苯產(chǎn)生的利潤(rùn)為78.1 萬(wàn)元。企業(yè)通過(guò)一定年限運(yùn)行，便可收回投資成本。