Attrezzatura per l'adsorbimento del carbone attivo

1. Principali forme di adsorbimento e desorbimento

L'adsorbimento è il processo mediante il quale gli adsorbenti accumulano o condensano uno o più componenti in una miscela di gas sulla superficie per ottenere la separazione. Gli adsorbenti comunemente usati includono carbone attivo granulare, carbone attivo a nido d'ape, feltro in fibra di carbone attivo, zeolite a nido d'ape, ruota di zeolite, ecc. L'efficienza di purificazione del metodo di adsorbimento è leggermente superiore al 90%. Secondo le attuali norme sulle emissioni, tratta generalmente gas di scarico con una concentrazione inferiore a 800 mg/m³ e una temperatura inferiore a 40°C.

Carbone attivo a colonna	Carbone attivo a nido d'ape	Feltro in fibra di carbonio attivo
Zeolite granulare	Zeolite a nido d'ape	Ruota di zeolite

Il desorbimento è la rigenerazione dell'adsorbente, che si riferisce al processo di separazione dell'adsorbito dall'adsorbente mediante vapore ad alta temperatura, spurgo di gas caldo e riduzione della pressione.

2. Principio di assorbimento della ruota zeolite

Il gruppo della ruota di adsorbimento della zeolite (cassetta) è un cuscinetto centrale e un telaio circolare di supporto attorno al cuscinetto che supporta il rotore. Il rotore è costituito da mezzi di adsorbimento di zeolite e fibra ceramica. La ruota contiene una guarnizione per separare il gas di scarico trattato e il gas pulito rilasciato dopo il trattamento. Il materiale è costituito da un materiale morbido (solitamente silicio) che deve essere in grado di resistere alla corrosività dei COV e alle alte temperature di esercizio. La guarnizione separa il gruppo della ruota di adsorbimento della zeolite a nido d'ape in una zona di adsorbimento di base (zona di adsorbimento) e una zona di rigenerazione e desorbimento (zona di rigenerazione; zona di desorbimento). Tuttavia, per migliorare la capacità di trattamento di adsorbimento della ruota, è prassi aggiungere una zona di raffreddamento di isolamento (zona di raffreddamento o zona di spurgo) alle prime due zone. Solitamente la zona di adsorbimento è più grande, mentre la zona di desorbimento e la zona di raffreddamento sono due lati di trattamento più piccoli con aree uguali. A volte può essere suddiviso in più zone in serie per esigenze particolari; e la ruota di adsorbimento viene utilizzata da un set di apparecchiature di azionamento elettrico per ruotare la ruota, in modo che la ruota possa avere una velocità variabile durante il trattamento e controllare la capacità di ruotare da 2 a 6 volte all'ora.

Dopo che i gas di scarico COV emessi dalla fabbrica entrano nel sistema, la prima fase consiste nel passare attraverso un rotore composto da zeolite idrofobica e gli inquinanti COV vengono prima adsorbiti sul rotore; la seconda fase del processo di desorbimento consiste nel far passare il gas di scarico (da circa 180 a 250°C) trattato nella zona di raffreddamento che viene preriscaldato dopo lo scambio di calore con il sistema di incenerimento back-end nel rotore per desorbire la materia organica ad alta temperatura. A questo punto, la concentrazione degli inquinanti in uscita può essere controllata in modo che sia circa 5-20 volte quella del gas di scarico in ingresso, e la materia organica desorbita può essere incenerita a una temperatura superiore a 700°C nella terza fase o condensata per il recupero e il riutilizzo. Ciò può ridurre le dimensioni della successiva unità di trattamento dei gas di scarico, i costi operativi e i costi delle apparecchiature iniziali.

Le unità di lavorazione della ruota di zeolite sono le seguenti:

Il corpo della ruota di zeolite è composto da alcuni specifici substrati solidi rivestiti da uno strato di polvere adsorbente. Il substrato è realizzato in ceramica, vetro o fibra di carbone attivo mediante sinterizzazione. La fibra ceramica è la più utilizzata per la sua resistenza alle alte temperature, elevata stabilità termica, lavabilità, non infiammabilità e resistenza agli acidi e agli alcali. Il tipo di adsorbente varia a seconda della composizione del gas da trattare. In generale si possono utilizzare carbone attivo, zeolite, ecc. Lo spessore della ruota è generalmente 25 cm-45 cm.

La matrice della ruota di zeolite è una superficie di fibra ceramica rivestita con uno strato di adsorbente, generalmente carbone attivo o zeolite idrofobica, per formare una ruota circolare a forma di nido d'ape, che è divisa in due aree, ovvero l'area di trattamento di adsorbimento e l'area di rigenerazione e desorbimento. Tuttavia, per migliorare la capacità di assorbimento della ruota, a volte viene prevista una zona di raffreddamento tra le due zone. Di solito, l'area di adsorbimento è più grande e l'area di desorbimento e l'area di raffreddamento sono due aree di trattamento più piccole di uguale area.

Apparecchiature per il recupero del calore: dopo la combustione o l'ossidazione dei COV, la temperatura dell'aria pulita raggiunge i 500-700 ℃. Questa parte di aria viene recuperata attraverso uno scambiatore di calore per recuperare energia termica. Allo stesso tempo, la temperatura dell'aria pulita viene abbassata e quindi diretta verso l'area di desorbimento del rotore per il desorbimento. Se la temperatura è troppo elevata, il rotore potrebbe bruciarsi. Pertanto, la temperatura che entra nel rotore non dovrebbe essere troppo elevata. Generalmente, viene installata un'apparecchiatura di recupero del calore a due stadi e viene aggiunto un ventilatore per introdurre aria fresca e mescolarla con l'aria bruciata per controllare la temperatura di desorbimento nell'intervallo 180-220 ℃. Per trattare i gas di scarico dei COV, oltre al sistema di incenerimento del rotore con concentrazione di adsorbimento di zeolite, è installato un condensatore all'uscita dei gas di scarico per predivirare e trattare i COV ad alto punto di ebollizione (come MEA, BDG, DMSO).

3. Principio del recupero della condensa prima e dopo l'adsorbimento con carbone attivo

Il gas di scarico viene raccolto dal sistema di raccolta ed entra nel dispositivo di adsorbimento per il trattamento.

Durante l'aspirazione, il flusso d'aria entra nel letto di adsorbimento dalla parte inferiore del letto e il gas di scarico pulito dopo l'aspirazione viene scaricato attraverso il tubo di scarico. Una volta raggiunto il tempo impostato, l'asorbimento passa alla fase di desorbimento. Durante il desorbimento, il vapore saturo entra nel letto di adsorbimento e il solvente adsorbito nel letto lascia il letto di adsorbimento insieme al vapore acqueo ed entra nel refrigeratore.

La condensa viene raffreddata fino a una temperatura inferiore a 40°C, il gas non condensabile ritorna nella parte anteriore della ventola per il riassorbimento e il solvente e l'acqua condensata entrano nel serbatoio di stoccaggio del solvente per lo stoccaggio temporaneo.

In base ai requisiti del processo, il tempo di desorbimento e il tempo intermittente durante il funzionamento automatico possono essere impostati tramite il touch screen e il tempo di adsorbimento è pari alla somma del tempo di desorbimento e del tempo di attesa.

L'apparecchiatura funziona automaticamente senza la necessità di personale in servizio. Il sistema di controllo elettrico può essere installato in loco o nella sala di controllo centrale. Il carico di lavoro di manutenzione è relativamente piccolo.

4. Introduzione al sistema di adsorbimento

un. Pretrattamento dei gas di scarico

Secondo quanto richiesto dalle specifiche di progettazione, viene progettato e installato un canale di emissione di emergenza. Lo stato delle emissioni è controllato dall'officina di produzione per fungere da canale diretto di emissione dei gas di scarico in caso di incidente o manutenzione dell'attrezzatura.

b Adsorbimento

Il gas di scarico viene inviato nell'adsorbitore a carboni attivi tramite la ventola di aspirazione dell'aria. Sotto l'azione della forza di Van der Waals, il solvente organico presente nei gas di scarico viene catturato e adsorbito dai micropori del carbone attivo. Dopo che il carbone attivo è saturo di adsorbimento, viene rigenerato. Il gas di scarico viene purificato mediante l'adsorbimento di carbone attivo e quindi scaricato in modo pulito.

Le specifiche del serbatoio di adsorbimento e la quantità di carico dell'adsorbente sono progettate in base al volume d'aria per garantire una determinata velocità del gas e un determinato tempo di permanenza, in modo che l'adsorbente possa assorbire efficacemente e completamente il solvente organico nel gas di coda. Il serbatoio di adsorbimento funziona alternativamente e lo stato di funzionamento del serbatoio di adsorbimento viene commutato automaticamente dal sistema di controllo automatico PLC per eseguire alternativamente i tre processi di adsorbimento, desorbimento, raffreddamento ed asciugatura e così via.

5. Selezione del processo

Il processo di trattamento viene selezionato dopo un'analisi completa della fonte, delle proprietà (composizione, concentrazione, temperatura, umidità), del volume dell'aria e di altri fattori del gas di scarico. I processi di trattamento comuni per il trattamento dei gas di scarico organici di grandi volumi e a bassa concentrazione sono:

1) Adsorbimento di zeolite, rigenerazione con spurgo di gas caldo - combustione catalitica o incenerimento ad alta temperatura.

2) Adsorbimento su carbone attivo, rigenerazione del vapore acqueo o del gas caldo - recupero della condensa.

3) Adsorbimento su carbone attivo, rigenerazione con spurgo di gas caldo - combustione catalitica.

Diagramma di flusso del processo di adsorbimento e desorbimento	Diagramma di flusso del processo di combustione per desorbimento	Rendering di apparecchiature per il trattamento della combustione catalitica ad adsorbimento