有机废弃治理解决方案

行业概述

一般我们将化工行业划分为三大类：石油化工、基础化工以及化学化纤三大类。其中基础化工分为九小类：化肥、有机品、无机品、氯碱、精细与专用化学品、农药、日用化学品、塑料制品以及橡胶制品。

由于化学工业门类繁多、工艺复杂、产品多样，生产中排放的污染物种类多、数量大、毒性高，因此，化学工业是污染大户。同时，化工产品在加工、贮存、使用和废弃物处理等各个环节都有可能产生大量有毒物质而影响生态环境、危及人类健康。下面以双氧水行业为例：

可选择的技术方案

目前已有许多技术应用于有机废气处理，例如冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离、催化氧化、催化燃烧等。

 评估各技术方案

Ø 冷凝法是利用尾气在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或增加压力，使尾气首先凝结出来。冷凝法在理论上可达到很高的净化程度，但是当其浓度低于较低时，需采取深度冷冻，这将使运行成本大大提高。

Ø 吸收法是通过尾气和吸收剂的逆流接触，利用尾气中各组分在吸收剂中溶解度的不同而进行分离。主要优点是设计弹性大，操作方便，吸收、解吸、再吸收过程同步操作。缺点是排入空气中的有机物组分的浓度高，不利于间歇操作，而且占地面积大，对吸收剂和吸收设备要求较高，吸收剂也需要定期更换，过程较复杂，费用较高，目前已经逐渐被其他方法取代。

Ø 吸附法是将废气中的有机成分被吸附到活性炭的微孔中，从而在炭纤维微孔内形成一层平衡的吸附浓度。在吸附饱和后，采用蒸汽脱附法，将吸附在活性炭纤维孔径内的有机分子脱附出来并回收。尾气吸附回收应用历史最悠久、结构最简单、故障率最低；在化工、制药、胶带、轮胎、橡胶石棉板等行业已经有上千家用户。

Ø 催化燃烧法 是借助催化剂在低温下(200～400℃)下，实现对有机物的完全氧化，因此，能耗少，操作简便，安全，净化效率高，在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面应用比较广泛。催化燃烧所用的催化剂为具有大比表面的贵金属和金属氧化物多组分物质。采用适当的催化剂，使用有害气体中的可燃物质在较低的温度下分解、氧化的燃烧方法。催化燃烧法的关键因素是催化剂的选择,因此初期成本是比较高的。

Ø 催化氧化法 是指在一定压力和温度条件下,以金属材料为催化剂,如Pt、Pd、Ni、Cu等,以空气、氧气、臭氧等为氧化剂进行的氧化反应，包括“加氧”，“去氢”两方面都算催化氧化。与催化燃烧一样需要催化剂的选择。

Ø 真空脱附法（变压吸附法）目前在尾气回收行业做的宣传很多，但应用较少。

公司的技术优势

我公司在这行业中的主流技术是活性炭材料吸附技术，本技术采用多孔结构的活性炭类材料作为吸附剂，当含有有机物的废气通过吸附剂时，其中的有机物会被吸附剂吸附、截留，空气则得到净化后排放。常用的活性炭材料吸附剂有活性炭纤维、活性炭颗粒两种。我公司该类产品主要有活性炭纤维吸附回收装置和活性炭颗粒吸附回收装置。该系列产品使废气通过吸附剂对废气中的有机物进行吸附，吸附饱和后，进行脱附再生，吸附的有机物可回收重复使用。此类产品净化率高，经过公司的不断探索和研究，可回收的有机溶剂种类繁多，是公认的处理各种浓度有机废气的主要方法。

（1）活性炭纤维吸附回收装置ACF

技术原理

活性炭纤维在吸附有机废气过程中，通过分子之间相互吸附的作用力（范德华引力），废气中的有机成分被吸附到活性炭纤维的微孔中，从而在炭纤维微孔内形成一层平衡的吸附浓度， 虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭纤维孔隙中后，会导致更多的分子不断被吸引，直到添满活性炭纤维孔隙为止。使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭纤维的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。所以，活性炭纤维应周期性的进行脱附再生。

活性炭纤维比表面积对吸附能力有很大影响。一般来说，对于小分子的有机物（直径2nm以下），活性炭纤维比表面积越大，吸附能力越好。在吸附饱和后，采用蒸汽脱附法，将吸附在活性炭纤维孔径内的有机分子脱附出来并回收。

工艺流程图

工艺流程描述

以工艺流程采用三个吸附器切换运行为例，两个吸附器并列进行一级吸附为例，当吸附器1和吸附器2处于吸附状态时，吸附器3先处于蒸汽脱附状态，随后处于冷却、干燥状态；切换时间一到，尾气、蒸汽等阀门自动切换，吸附器1进入脱附状态，吸附器2仍处于吸附状态，而吸附器3则由脱附状态进入吸附状态。三个吸附器的工作状态互相转换。废气不断地在吸附器1或2或3中得到净化后排放；被吸附的有机物用蒸汽脱附后进入冷凝器，与蒸汽一起被冷凝为液体流入分层槽，根据被回收有机物与水的比重差别进行分层回收。

系统构成

活性炭纤维吸附回收装置主要由废气预处理系统、吸附系统、脱附系统、真空抽干系统、干燥降温系统、回收系统、自动控制等系统组成。

装置特点与优势

①活性碳纤维用量少，大幅度降低了尾气净化回收装置的造价

② 高品质、高效率地回收尾气中的有机物

③ 适用范围比较广

④ 装置紧凑，结构巧妙，气阻小，占地少，运转能耗低

⑤ 全自动运行，操作简单，便于维修，运转安全

⑥ 环境效益与经济效益显著，投资回收期短

应用实例

①处理气量达180,000 m3/hr的活性炭纤维吸附回收装置：

②我国第一套活性炭纤维吸附回收装置（中国乐凯1989）

（2）活性炭颗粒吸附回收装置GAC

技术原理

活性炭颗粒吸附回收装置在吸附有机气体分子过程中，在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机分子吸附到活性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。因此我们设计了解析过程，对吸附饱和的活性炭颗粒进行解析脱附。

活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。所以，粉末状的活性炭总面积最大，吸附效果最佳，但粉末状的活性炭难以固着在床层上，很容易被吹散，难以控制，现很少采用。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易被风吹走，有机气体中的大直径杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，更换方便。 

工艺流程图

工艺流程描述

以工艺流程采用三个活性炭颗粒吸附罐切换运行为例，两个吸附罐并列进行一级吸附为例，当吸附罐1和吸附罐2处于吸附状态时，吸附罐3先处于蒸汽脱附状态，随后处于冷却、干燥状态；切换时间一到，尾气、蒸汽等阀门自动切换，吸附罐1进入脱附状态，吸附罐2仍处于吸附状态，而吸附罐3则由脱附状态进入吸附状态。三个吸附罐的工作状态互相转换。废气不断地在吸附罐1或2或3中得到净化后排放；被吸附的有机物用蒸汽脱附后进入冷凝器，与蒸汽一起被冷凝为液体流入分层槽，根据被回收有机物与水的比重差别进行分层回收。

系统构成

活性炭颗粒吸附回收装置主要由废气预处理系统、吸附系统、脱附系统、真空抽干系统、干燥降温系统、回收系统、自动控制等系统组成。

装置特点与优势

①安全性能高：本装置防爆等级达到相关标准，安全可靠，适用于有爆炸危险的场所；

②实现达标排放的技术成熟度高； 

③吸附率高、脱附回收效率高，应用范围广； 

④运行费用低、能耗低；

⑤吸附装置全自动控制，无人值守运行：自控系统采用PLC控制，带有自诊断程序，主要阀门可实现手动—自动双模式操作。

应用实例

中石化子公司尾气回收装置

某PE线碳氢尾气吸附回收装置