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处理吸附法的脱附温度
在采用炭基吸附剂处理VOCs时,一般认为:脱附温度与所脱附物质的沸点有关,而且脱附温度越高,脱附效率越高。通过对大量工程实践的分析得出结论:脱附温度与所脱附物质的沸点基本没有关系,而是和它的饱和蒸气压密切相关;脱附温度并不是越高越好,有些物质采用高温脱附时,其脱附率反而下降。文章提出了脱附温度的确定原则和方法,按照此法选择脱附温度,可大大减少能源浪费,降低运行成本。
1、前言在采用炭基吸附剂处理VOCs工艺中,不论采用低压水蒸汽脱附还是氮气脱附,都是将脱附介质加热到一定温度后,对吸附质进行脱附。采用水蒸汽脱附时,一般都是将水蒸汽加热到100℃,主要是为了利用水的潜热,另外也不用考虑设备的承压问题;采用氮气脱附时,加热温度可选择,当温度超过100℃时,也不必考虑设备的承压问题。
目前在脱附温度的选择上,一般都是采用粗犷的方法:即不论脱附什么物质,水蒸汽温度一般都定在100%或略高;氮气则根据脱附物质的性质确定。因此,在脱附温度的选择上常出现误区1)对于一种挥发性有机物的脱附温度,一般认为:要想把这些物质从吸附剂上脱附下来,其脱附温度必须高于该物质的沸点;2)由于认识上的误区,使得本不应该使用高温脱附时,却错误采用高温进行脱附,不仅收不到理想的效果,而且会造成能源浪费。
2、吸附法治理VOCs工艺
采用吸附法处理VOCs工艺流程如下图所示。
3、治理VOCs采用的一般脱附方法
采用升高温度的方法,使吸附质分子由固体吸附剂上逸出而脱附的方法,称为升温脱附。升温脱附采用水蒸汽、热的惰性气体(如氮气)、热烟气或采用电感加热等方式。
降压脱附又称抽空脱附,是降低饱和吸附剂周围的压力,使其上的吸附质逸出的脱附方法。降压后气相中吸附质的分压随之降低,与之平衡的吸附量亦降低,吸附质即被脱附
采用在脱附条件下与吸附剂亲合能力比原吸附质更强的物质,将原吸附质置换下来的方法,称为置换脱附。
采用不被该吸附剂吸附的气体(如惰性气体)对床层进行吹扫,将吸附质脱附下来,称为吹扫脱附。
实际应用中,往往是几种脱附方法结合,例如采用水蒸汽脱附,就同时具有加热和吹扫的作用。
4.1挥发性有机物的脱附情况
在工程实践中可观察到部分挥发性有机物的脱附温度及效率见下表。
由上表可以看出:
(1)脱附温度与物质的沸点基本没有关系。以三甲苯为例,其沸点是164.7℃,而采用100℃的水蒸汽,却能够将其很好地脱附下来(脱附率97.01%)。而对于比它的沸点低得多的丙烯酸(沸点141℃),采用100%的水蒸汽进行脱附时,丝毫不起作用。
(2)纵观上表中的各种物质,凡是饱和蒸气压在10.0kPa以上的物质,采用100%的水蒸汽都能够很好地脱附下来。而饱和蒸气压较低的物质,如苯乙烯(25℃时为0.841)、邻苯二甲酸二丁酯(148.2℃时为0.13)、丙烯酸丁酯(20℃时为0.53)等,虽然沸点比三甲苯低得多,但由于它们的饱和蒸气压很低,采用100%的水蒸汽仍然无法将它们脱附下来。
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