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活性炭纖維吸附工藝設計基礎

時間:2020-12-04        來源:龍泰環保設備        關鍵詞:        瀏覽:

導讀: 吸附技術是最為經典和常用的氣體凈化技術,也是目前工業VOCs治理的主要技術之一,被廣泛應用于治理含揮發性有機物的廢氣。吸附法凈化氣態污染物是指:利用固體吸附劑對氣...

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吸附技術是最為經典和常用的氣體凈化技術,也是目前工業VOCs治理的主要技術之一,被廣泛應用于治理含揮發性有機物的廢氣。吸附法凈化氣態污染物是指:利用固體吸附劑對氣體混合物中各組分吸附選擇性的不同,而分離氣體混合物的方法,主要適用于低濃度氣態污染物的凈化。

吸附凈化有機廢氣的吸附材料一般包括顆;钚蕴、活性炭纖維和蜂窩狀活性炭。本項目前段擬采用活性炭纖維。結合《吸附法工業有機廢氣治理工程技術規范》(HJ2026-2013)和以往的實際工程經驗,對設計過程中的定量要求作如下規定:

1)本項目活性炭纖維吸附飽和后采用100℃蒸氣再生,根據相關文獻及工程數據,濃縮倍率可達數十倍,濃縮后的廢氣進入冷凝器冷凝回收有機物,利用有機物在水中溶解度低的特性,使有機物和水分層,回收下層有機物,上層含少量有機物的廢水進廠內廢水處理站處理。

2)本系統的活性碳纖維吸附再生操作工藝采用二級吸附一級脫附。統籌考慮設備尺寸造價、設備利用率、穩定工作保證率,本項目設計擬采用兩吸一脫操作模式。進入吸附裝置廢氣中的有機組分的去除率達到99%以上。

3)活性炭纖維對VOCs的吸附容量按10%計,即100g活性炭纖維飽和狀態下可以吸附10gVOCs。

4)進入活性炭纖維吸附箱的廢氣溫度應低于40℃;

5)進入活性炭纖維吸附箱廢氣中有機污染物濃度應低于其爆炸下限的25%以下;

6)進入活性炭吸附箱的顆粒物濃度應低于1mg/m3;

7)單級凈化效率不低于90%;

8)采用活性炭纖維作為吸附劑,壓力損失低于4KPa。

1.1.1. 活性炭纖維吸附工藝

1、尾氣吸附

尾氣通過增壓風機引入到吸附系統,其中兩個吸附器串聯進行二級吸附,尾氣中的有機組分被活性炭纖維床層吸附截留,經過二級吸附的尾氣由吸附器頂部排出進入排放煙囪。

2、解吸再生

裝置采用飽和水蒸汽為解吸劑,解吸蒸汽由吸附塔頂部進入,穿透活性炭纖維床層,通過加熱、置換和吹掃將被吸附濃縮的有機溶劑解吸出來并帶入冷凝器。

3、冷凝回收

解吸出來的有機溶劑及蒸汽混合氣體經過列管冷凝器,冷凝分離出來的有機溶劑與水的混合液再進入螺旋板冷凝器進行冷卻然后進入分層槽,水和溶劑通過分層槽的重力沉降分離,達到回收有機溶劑的目的。分離出來的溶劑自動流入溶劑儲槽,分離后的水排放至廠方污水系統集中處理后排放。少量不凝氣可送入尾氣總管再次進行吸附,防止了不凝氣逸散造成的浪費和周圍環境的氣味。

4、干燥降溫

解吸結束后進入干燥過程,干燥過程兼有干燥和降溫的作用,通過過濾器、干燥風機向吸附塔炭纖維床層吹入新風,去除炭纖維中的水分和熱量,以利于更有效的吸附。排出的干燥風進入排放煙囪。

5、自動化控制

全套吸附回收裝置為全自動化運行,整個工藝過程由PLC程序控制,三臺吸附塔自動切換,交替進行吸附、解吸和干燥工藝過程的操作。觸摸屏顯示設備運行狀態、操作時間,顯示溫度和壓力等參數,具有監測及異常報警功能。自動化控制程序如下:

(一)吸附器運行程序

1ACF吸附器自動運行時序

全套吸附設備共3 ACF吸附器。ACF吸附器根據設定的時間進行吸附、脫附和干燥,并自動切換。如下圖:

吸附器號

運行狀態

吸附器A

一次吸附

脫附

干燥

二次吸附

吸附器B

二次吸附

一次吸附

脫附

干燥

吸附器C

脫附

干燥

二次吸附

一次吸附

             

 

 

 

 

根據工藝要求,自動運行時每臺吸附器的解吸時間和干燥時間可通過觸摸屏來設定。

一次吸附時間=二次吸附時間=解吸時間+間歇時間+干燥時間,單位為分鐘

2)當吸附器在吸附過程中超溫,吸附自動停止并報警,指示進氣三通閥自動切換直排,哪個吸附器超溫報警觸摸屏手動脫附,完成后解除報警,按吸附按鈕重新吸附脫附流程。

3ACF吸附器在各工況時各閥的位置:

 

運行/狀態

 

閥名稱

停止

一次吸附

二次吸附

脫附(通蒸汽)

干燥(吹干)

事故三通

上開

下開

廢氣三通

上開

下開

上開

上開

上開

廢氣直通

出口三通

下開

下開

上開

下開

上開

蒸汽進

蒸汽出

上擋板

吹干閥

(二)自動化操作規程

1)起動前操作人員首先要到設備現場檢查冷卻水、蒸汽和控制空氣是否開啟,并調節壓力至正常值;然后送電。

2)通過觸摸屏檢查時間設定值和溫度設定值,必要時進行修改。運行中修改設定值,要避開切換瞬間,否則有可能造成程序混亂。

3)按起動按鈕,系統開始自動運行。三臺 ACF 吸附器按程序進行吸附、解吸和干燥并自動切換。

4)按停止按鈕,系統按程序自動停機。吸附器立即停止吸附,依序進入解吸和干燥,待完成后停機。

5)當設備在運行中發生故障時報警,故障指示燈閃爍;操作人員到現場首先查看報警內容,然后按復位按鈕,如果故障仍然存在,報警燈轉為常亮;待故障排除后再按復位按鈕,報警燈滅,顯示系統待機為正常。

6)當發生緊急情況須停機時,按緊急停止按鈕,系統立即停止。只有在按復位按鈕之后才可再次起動。

(三)觸摸屏顯示及操作說明

1)顯示:系統送電起動后觸摸屏進入CAU監控主畫面,畫面下方有一排標有標簽的按鍵,可將顯示屏切換到任一畫面。

2)監控主畫面:繪制了簡單的工藝流程圖,用戶可以通過該畫面大致了解設備的工藝過程;顯示系統和各吸附器運行狀態、溫度及各工況當前運行時間;同時實時顯示圖中各擋板閥、球閥和蝶閥的位置和電機的狀態;顯示解吸蒸汽壓力和氣動調節閥的開度。

3)報警記錄畫面:可查看報警發生時間、恢復時間和報警內容。報警信息觸發后顯示為紅色。按故障復位按鈕,報警信息變為蘭色,說明故障已經復位;如仍為紅色,說明故障沒有消除。

4)觸摸屏操作

A.控制方式選擇:

進入“手動測試”畫面,設有三個控制開關可選擇。

B.系統控制:缺省位置為關,系統起動后自動程序運行;在待機狀態時將系統控制開關

置于開后畫面自動切換到手動操作畫面,通過觸摸各控制開關,可任意將各個閥門、風機和泵開啟和關閉。此方式只適合調試和檢修時使用。 當設備自動運行時,通過控制程序的聯鎖,不能進入手動控制畫面

C.調節閥控制:為自動,冷凝調節閥的開、關自動控制按設定溫度自動調節。

(四)一般故障及處理

所有故障均有報警及顯示信息,當有報警時,首先在報警記錄畫面查看故障信息,然后按一下復位按鈕,停止報警燈閃爍;再進行相應的故障檢查和處理。處理完后再按復位按鈕,報警燈滅,表示故障已消除。

當擋板閥或氣動閥故障報警時,說明控制器已發出動作信號,但裝置沒有信號返回,存在問題有以下幾方面:

1)氣動系統有問題,壓縮空氣壓力不夠或氣管漏氣、氣管被折、汽缸漏氣等問題,導致氣動設備沒有動作。

2)氣動設備已經動作,信號沒有返回,可能是檢測開關位置不確切、開關損壞損壞。

3)電磁閥故障,有電信號,但電磁閥沒有動作,沒有進行氣路切換。檢查電磁閥供電回路及電磁閥。

4)當風機、泵故障報警時,說明有起動信號但接觸器沒有吸合;或是控制器已發出停止信號但由于接觸器觸點粘合而不能停止。按電路圖進行常規檢查和處理。

◆ 注意事項:

當發生了故障停車或啟用了手動程序而且在一小時內不能重新開車自動運行,必須手動將停車時正在進行吸附的吸附器進汽閥和排汽閥打開,上閥板關閉,用蒸汽將吸附的有機物解吸出來,以免發生自燃。


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