橡胶废气中的废气污染物其中大部分是来自橡胶密炼硫化车间等过程中,其中可能含有大量的苯乙烯、苯、二甲苯、丁酮、醛、硫化物、氮氧化物等有机废气及烟气。看废气检测下来的结果,浓度低的话上一套水洗+活性炭吸附装置就好。水洗把能溶于水的有机废气洗下来,如苯,二甲苯,硫化物,然后活性炭在处理不能溶于水的有机废气。如果浓度大的话就要上催化燃烧了,前面一样是水洗+活性炭,后道要加个活性炭再生设备(也就是催化燃烧),可以有效的减少活性炭的使用成本。
有谁知道,有好的处理活性炭内水分的方法?
您好,我大概给你讲一下,根据环保要求,喷漆废气的净化处理包括漆雾(颗粒物)的净化及甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等voc的净化两个方面。目前我国大部分地区喷漆废气排放标准执行国家现行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准,但《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)自1996年起开始实行,距今已有20余年的时间,各项指标已不能达到目前社会环境发展的要求。目前各地方已相继出台了地方标准,像山东省提出了《工业企业挥发性有机物排放控制标准》的征求意见稿,河北省地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB13),天津市地方标准《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2014),各项废气排放指标均大幅提高。
所以,喷涂废气净化过程是一个漆雾及VOC的二级净化过程,必须通过相应的净化设备进行处理才会达到排放标准。目前,适用于中小型企业应用最广可以达到此要求的处理工艺有以下几种:
一级净化:漆雾颗粒物的处理工艺
1、 喷漆房水帘过滤
2、 喷漆房水旋过滤
3、 干式过滤
4、 洗涤塔过滤
二级净化:甲苯、二甲苯、非甲烷总烃等voc的处理工艺。
1、UV光催化氧化废气净化设备
2、低温等离子废气处理设备
3、活性炭废气处理设备
喷漆废气的净化工艺多种多样,但必须经过以上一级净化与二级净化的复合型处理。
什么是活性炭的再生
活性炭还原又称活性炭再生(或称活化),是指用物理或化学方法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将吸附于活性炭微孔的吸附质子以去除,恢复其吸附性能,达到重复使用目的。
1 活性炭再生的几种方法
1.1 药剂洗脱的化学法
对于高浓度、低沸点的有机物吸附质,应首先考虑化学法再生。
(1)无机药剂再生。是指用无机酸(硫酸、盐酸) 或碱(氢氧化钠)等药剂使吸附质脱除,又称酸碱再生法。例如吸附高浓度酚的炭,用氢氧化钠溶液洗涤,脱附的酚以酚钠盐形式被回收,再生工艺流程见图1。吸附废水中重金属的炭也可用此法再生,这时再生药剂使用HCl等。
(2)有机溶剂再生。用苯、丙酮及甲醇等有机溶利,萃取吸附在活性炭上的吸附质。再生工艺流程见图2。例如吸附高浓度酚的炭也可用有机溶剂再生。焦化厂煤气洗涤废水用活性炭处理后的饱和炭也可用有机溶剂再生。
采用药剂洗脱的化学再生法,有时可从再生液中回收有用的物质,再生操作可在吸附塔内进行,活性炭损耗较小,但再生不太彻底,微孔易堵塞,影响吸附性能的恢复率,多次再生后吸附性能明显降低。
1.2 生物再生法
利用经过驯化培养的菌种处理失效的活性炭,使吸附在活性炭上的有机物降解并氧化分解成C02 和H20,恢复其吸附性能,这种利用微生物再生饱和炭的方法,仅适用于吸附易被微生物分解的有机物的饱和炭,而且分解反应必须彻底,即有机物最终被分解为C02和H20,否则有被活性炭再吸附的可能。如果处理水中含有生物难降解或难脱附的有机物,则生物再生效果将受影响。
生物再生试验流程见图3。吸附试验时4柱串联运行,再生运行时4柱并联操作。
近年来利用活性炭对水中有机物及溶解氧的强吸附特性,以及活性炭表面作为微生物聚集繁殖生长的良好载体,在适宜条件下,同时发挥活性炭的吸附作用和微生物的生物降解作用,这种协同作用的水处理技术称为生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)。这种方法可使活性炭使用周期比通常的吸附周期延长多倍,但使用一定时期后,被活性炭吸附而难生物降解的那部分物质仍将影响出水水质。因此在饮用水深度处理运行中,过长的活性炭吸附周期将难以保证出水水质,定期更换活性炭是必须的。
1.3湿式氧化法
这种再生法通常用于再生粉末活性炭,如为提高曝气池处理能力投加的粉末炭。将吸附饱和的炭浆升温至200~250℃,通入空气加压至(300~700) X104P,,在反应塔内被活性炭吸附的有机物在高温高压下氧化分解,使活性炭得到再生。再生后的炭经热交换器冷却后,送入储炭槽再回用。有机物碳化后的灰分在反应器底部集积后定期排放。
湿式氧化法适宜处理毒性高、生物难降解的吸附质。温度和压力须根据吸附质特性而定,因为这直接影响炭的吸附性能恢复率和炭的损耗。这种再生法的再生系统附属设施多,所以操作较麻烦。
1.4 电解氧化法
利用电解时产生的新生态[O],[C1]等强氧化剂,使活性炭吸附的有机物氧化分解。但在实际运行中,存在金属电极腐蚀、钝化、絮凝物堵塞等问题。而不溶性电极--石墨存在体积大、电阻高、耗电大等缺点,因此尚未见在实践中应用。
1.5 加热再生法
根据有机物在加热过程中分解脱附的温度不同,加热再生分为低温加热再生和高温加热再生。
(1)低温加热再生法。对于吸附沸点较低的低分子碳氢化合物和芳香族有机物的饱和炭,一般用 100~200℃蒸汽吹脱使炭再生,再生可在吸附塔内进行。脱附后的有机物蒸汽经冷凝后可回收利用。常用于气体吸附的活性炭再生。蒸汽吹脱方法也用于啤酒、饮料行业工艺用水前级处理的饱和活性炭再生。
(2)高温加热再生法。在水处理中,活性炭吸附的多为热分解型和难脱附型有机物,且吸附周期长。高温加热再生法通常经过850℃高温加热,使吸附在活性炭上的有机物经碳化、活化后达到再生目的,吸附恢复率高、且再生效果稳定。因此,对用于水处理的活性炭的再生,普遍采用高温加热法。
经脱水后的活性炭,加热再生全过程一般需经过下述3个阶段。
(1)干燥阶段。将含水率在50%~86%的湿炭,在100-150℃温度下加热,使炭粒内吸附水蒸发,同时部分低沸点有机物也随之挥发。在此阶段内所消耗热量占再生全过程总能耗的50%一 70%。
(2)焙烧阶段,或称碳化阶段。粒炭被加热升温至150~700℃。不同的有机物随温度升高,分别以挥发、分解、碳化、氧化的形式,从活性炭的基质上消除。通常到此阶段,再生炭的吸附恢复率已达到 60%~85%。
(3)活化阶段。有机物经高温碳化后,有相当部分碳化物残留在活性炭微孔中。此时碳化物需用水蒸汽、二氧化碳等氧化性气体进行气化反应,使残留碳化物在850℃左右气化成C02,CO等气体。使微孔表面得到清理,恢复其吸附性能。
残留碳化物与氧化性气体的反应式如下:
C + O2 → CO2↑
C + H2O → CO↑+H2↑
C + CO2 → 2CO↑
高温再生过程中,氧对活性炭的基质影响很大,因此必须在微正压条件下运行。过量的氧将使活性炭烧损灰化,而过低的氧量又将影响炉内温度和再生效果。因此,一般的高温加热再生炉内对氧必须严格控制,余氧量小于1%,CO含量为2.5%左右,水蒸汽注入量为0.2-1 kg/kg活性炭(根据炉型确定)。
活性炭再生设备的优劣主要体现在:吸附恢复率、炭损率、强度、能量消耗、辅料消耗、再生温度、再生时间、对人体和环境的影响、设备及基础投资、操作管理检修的繁简程度。
此外,任何活性炭高温加热再生装置中都需要妥善解决的是防止炭粒相互粘结、烧结成块并造成局部起火或堵塞通道,甚至导致运行瘫痪的现象。
活性炭再生是将吸附饱和的活性炭通过各种方法恢复其吸附性能,达到重复使用的目的。再生方法主要取决于活性炭的类型和活性炭吸附物质的性质。目前国内外较为成熟的再生方法有三种,即热再生法、化学再生法和生物再生法。
(1) 热再生法
热再生法是目前发展历史最长、应用最多、工业上最成熟的活性炭再生方法。活性炭热再生法始于 20 世纪初,当时是采用回转炉对骨炭进行再生;30 年代开始引用多层炉;40~50 年代再生炉技术已基本成熟。
热再生法的原理是在加热条件下,使被吸附的有机物以解析、炭化、氧化的形式从活性炭基质上消除。活性炭热再生一般需要多个步骤:
1)脱水,即通过机械物理作用将活性炭表面的水分除掉。
2)干燥,干燥温度一般低于 100℃,主要是蒸发孔隙水,少量低沸点的有机物也会被气化。该过程需要大量的蒸发潜热,热再生过程约有 50%的能耗是在干燥过程中消耗的。
3)在约 350℃时加热活性炭,使其中的低沸点有机物被分离。
4)高温炭化,即在约 800℃加热活性炭,使大部分有机物分解、气化或以固定碳的形态残留下来。
5)活化,即在 800℃~1000℃范围内加热活性炭,使残留下来的炭,被水蒸气、二氧化碳或氧气等分解。热再生的步骤根据加热炉种类的不同也稍有差别,但差别不大。
热再生法的优点:再生率较高,可达 70%~80%;再生时间短;与化学药品再生法相比,具有很强的通用性;不产生再生废液。缺点:再生后的活性炭损失率较高,一般为5%~10%;炭表面化学结构发生改变,比表面积减小;高温再生对再生炉材料要求高,再生炉设备投资高;再生能耗成本较高;活性炭反复再生会丧失吸附性能。
(2)化学药剂再生法
高浓度、低沸点的有机物吸附,宜采用化学药剂再生。化学药剂再生主要分为无机药剂再生和有机药剂再生。无机药剂再生一般采用无机酸(硫酸、盐酸)或碱(氢氧化钠)等药剂使吸附质脱除。例如吸附高浓度酚的活性炭,可用氢氧化钠溶液再生,酚以酚钠盐的形式被回收;吸附重金属的活性炭,可以用盐酸溶液再生。有机溶剂再生常用的溶剂有苯、丙酮和甲醇等,适用于可逆吸附,例如吸附高浓度酚的活性炭;处理焦化厂煤气废水的活性炭,都可用有机溶剂再生。
化学药剂再生法的优点:针对性强,设备简单,具有经济优势;可从再生液中回收有用物质;操作过程在吸附塔内进行,活性炭损失小。缺点:一般只能针对单一物质再生,通用性较差;再生率低,微孔容易堵塞,多次使用后再生率明显降低;存在再生液二次污染的问题。
(3)生物再生法
生物再生法与生物活性炭技术相似,活性炭吸附有机物,同时微生物对有机物进行降解,从而使活性炭得到再生。由于活性炭能够将有机物长时间吸附在其表面,所以微生物能够将一些不易降解的有机物进行降解,使活性炭再生。但对于不能被微生物降解的有机物,生物再生法的使用会受到限制。
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