某精密机械厂活性炭吸附装置工程介绍

曾石

某精密机械厂涂装线生产过程中产生的废气处理设施比较老旧，无法有效去除产生的有机废气，对环境产生一定的影响。为减轻生产过程中对环境的危害，企业决定加装有机废气活性炭吸附装置，对产生的有机废气进行有效的处理，从而减轻对环境的不良影响。

一、工艺原理

（1）概述

有机废气净化方式颇多，如直接燃烧，催化燃烧，但其对于低浓度，大风量的废气很难完全燃烧，在间歇作业中余热不能充分利用，对低浓度、大风量或间歇作业产生的废气采用活性炭吸附法有其独特优点，废气净化装置应用活性炭吸附原理，和吸附同类产品特点改进设计。本装置处理风量较大、采用气动阀门，操作管理简单安全。

（2）使用范围

①治理喷漆、包装、印刷、机械、化工及生产过程产生苯类、酯、醇、酮、醛、酚汽油等场合。

②用于大风量、低浓度的废气工况或间歇作业中准备回收利用的有机溶剂工厂车间。

（3）装置结构和特点

本装置主要包括：吸附罐、冷凝器、分离器、曝气器、主排风机等设备，配有进出口阀，炭层超温报警自动降温装置及电控柜等。

本装置可根据生产工艺设定单罐和双罐，间隙性生产一般设立单罐;连续性生产设立两个吸附罐，一只吸附，一只脱附，也可两罐同时使用。装置的进出风口设置手动阀门，操作简便可靠。本装置采用低压蒸汽为解吸介质，高沸点的溶剂解吸时可配备蒸汽过滤器，提高蒸汽温度。两罐也可同时吸附，定期同时解吸，处理风量可增加近一倍，对于间歇性生产可减少投资和占地面积。

（4）工艺流程及原理

活性炭具有很多微孔及很大的比表面积，依靠分子引力和毛细管作用，能使溶剂蒸汽和挥发性物质吸附于其表面，又根据不同物质的沸点，用蒸汽将吸附物质析出。当采用蒸汽为解除吸介质时解吸出的有机溶剂蒸汽与水蒸汽一起通过冷凝器凝结，进入分离桶经分离后回收有机溶剂，残液经曝气处理后排放。

（5）要点控制

装置的废气进口温度应低于50℃，如高于50℃的废气需增加空气冷却装置，冷却后进入吸附罐。

用于喷漆作业等产生的含有较多颗粒粉尘废气净化，废气应先对颗粒物进行过滤净化。

当吸附的有机溶剂沸点较高（120℃以上）时，可采用蒸汽过滤器，提高解吸蒸汽温度。

如无蒸汽供应时，可随净化装置专门配备小型电热蒸汽发生器。

二、工程设计内容

（1）废气的收集

公司涂装车间液体涂装采用密闭喷房、密闭的烤箱，产生的含二甲苯、非甲烷总烃等有机废气经密闭喷房、烤箱的排气口由管道收集送废气处理装置处理，废气收集率可达95%。

（2）废气的处理

液体底漆、液体色漆、透明漆1、透明漆2、液体修补共5个喷房及相应的烤箱，可设置2套气水分离器+活性炭吸附装置，废气处理达标后通过排气筒排放，排气筒15m高，装置排风量76800m3/h。

喷房产生的废气经水帘幕处理去除漆雾后，再经气水分离器进行气水分离，去除废气中的水份，以避免废气因含水份过多而影响后续活性炭的吸附效果。气水分离后，废气进入活性炭吸附装置处理。烤漆产生的有机废气直接进入活性炭吸附装置处理。

活性炭是一种多孔的含碳物质，其发达的空隙结构使它具有很大的表面积，很容易与空气中的有毒有害气体充分接触，活性炭孔周围强大的吸附力场会立即将有毒气体分子吸入孔内。

活性炭装置為卧式，2×1.2×3.5mH，采用环形竖向布置、柱状椰壳活性炭，活性炭委托有资质的危险废物处理单位进行处置。

喷涂线废气经水帘幕过滤、活性炭吸附处理后，对有机废气的去除效率达80%以上。但在生产过程中，应定期更换活性炭等，做好废气处理装置的维护，保证废气处理装置的稳定、有效运行。

（3）活性炭吸附装置的管理要求

活性炭定期更换，根据油漆、稀释剂的使用量大约每3个月更换一次。日常生产中，做好废气处理装置的维护、保养工作，保证其处理效果。

活性炭吸附装置进出口风管上设置压差计，以测定经过吸附器的气流阻力（压降），从而确定是否需要更换活性炭：进出口设置气体浓度检测仪，定时检测气体浓度，当出口气体浓度超过设定最大值时，应及时更换活性炭。

（4）涂装废气以新带老后的变化情况

涂装废气采取活性炭吸附装置处理，可大大削减有机废气的排放量（水帘幕+活性炭装置的处理效率按80%计算），涂装废气污染物排放变化情况见表1：

表1 改造前后涂装废气排放情况

三、环境效益分析

本工程实施后，涂装废气采取活性炭吸附装置处理，可有效削减有机废气的排放量（水帘幕+活性炭装置的处理效率按80%计算），其中有组织有机废气部分二甲苯削减量为10.884t（二甲苯原排放量为13.604t/a，经活性炭吸附装置处理后削减量=13.604t/a×0.8=10.884t/a），非甲烷总烃40.064t（非甲烷总烃原排放量为50.084t/a，经活性炭吸附装置处理后削减量=50.084t/a×0.8=40.064t/a），对厂区周边的城市大气环境有明显的改善，具有显著的环境效益。

本工程运行过程中产生的危险废物活性炭则可委托有资质的危险废物处理单位进行处置，杜绝二次污染的产生。

四、经济效益分析

本工程实施后，涂装废气采取活性炭吸附装置处理，可有效削减有机废气及各类污染物的排放量，有利于节约资源、能源，降低生产成本，从而有利于提高产品的市场竞争力，带给企业可观的效益。

但同时，新增有机废气活性碳吸附装置也会耗费一定的活性碳、电能等，此外部分设备需要定期更换维护，年需要投入成本约145.5万元。

本工程涉及的各项环保设施运行成本如下：

涂装废气处理运行费用按0.0002元/m3（76800m3/h×2）折算，年运行费用15万元;消耗活性炭费用按7000-8000元/吨（约110t/a）折算，年费用82.5万元;而固废处置按3000元/吨（活性炭委托处理160t/a）核算，年费用48万元，总计145.5元。

五、小结

本工程实施后，工业设计较为合理，满足技术要求，环境效益显著，极大的减少二甲苯和非甲烷总烃等污染物的排放，为减少企业挥发性有机物对环境的影响起到至关重要的作用，为企业绿色发展铺平了道路。