咨詢電話：有機(jī)廢氣治理RTO應(yīng)急旁路系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析（一）
在YIHEAC往期文章《RTO之常見VOCs治理技術(shù)問題》中，我們簡述了活性炭吸附裝置工作的原理、應(yīng)用情況、以及存在的主要問題。那么隨著環(huán)保形勢的愈發(fā)嚴(yán)格，廢氣達(dá)標(biāo)排放的要求也越來越嚴(yán)格，多數(shù)地區(qū)開始要求企業(yè)增加在線監(jiān)測系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給環(huán)保部門，所以應(yīng)這一形勢要求，我們在進(jìn)行RTO廢氣治理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，也需要在應(yīng)急旁路系統(tǒng)中考慮增加至少一級活性炭吸附作為應(yīng)急旁路的緊急處理措施。
根據(jù)系統(tǒng)要求我們會(huì)選擇不同的活性炭吸附裝置來服務(wù)于RTO系統(tǒng)的整體治理效果，今天我們再次對活性炭的一些常用知識以及使用需要注意的點(diǎn)做個(gè)簡單梳理，跟大家一起做個(gè)交流和探討。
一、活性炭的概念
活性炭是由木質(zhì)、煤質(zhì)和石油焦等含碳的原料經(jīng)熱解、活化加工制備而成，具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)、較大的比表面積和豐富的表面化學(xué)基團(tuán)，特異性吸附能力較強(qiáng)的炭材料的統(tǒng)稱。
二、活性炭吸附原理
活性炭吸附是指利用活性炭的固體表面對廢氣中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達(dá)到凈化氣體的目的?；钚蕴康奈侥芰εc活性炭的孔隙大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來說，顆粒越小，孔隙擴(kuò)散速度越快，活性炭的吸附能力就越強(qiáng)。
吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標(biāo)。吸附能力的大小是用吸附量來衡量的，吸附速度是指單位時(shí)間內(nèi)單位重量的吸附劑所吸附的量。在廢氣處理中，吸附速度決定了吸附劑與廢氣的接觸時(shí)間。
活性炭發(fā)生的主要是物理吸附，大多數(shù)是單層分子吸附，其吸附量與被吸附物的濃度服從朗格繆爾單分子層吸附等溫方程 ：
式中：
θ（覆蓋度）—— 一定溫度下，吸附分子在固體表面上所占面積占表面總面積的分?jǐn)?shù)；
p——吸附質(zhì)在氣相的分壓；
b=k1/k2——吸附與脫附的速度之比；
а——?dú)怏w在固體表面上的吸附量。
三、活性炭在RTO系統(tǒng)應(yīng)急旁路系統(tǒng)的應(yīng)用
在YIHEAC關(guān)注的很多精細(xì)化工和原料藥行業(yè)企業(yè)，廢氣的組分特別復(fù)雜，風(fēng)量也隨著不同批次產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝而出現(xiàn)較大程度的波動(dòng)，濃度也會(huì)隨著不同車間的投料、放料、烘干、汽提等等過程產(chǎn)生很大的波動(dòng)，尤其是一些新建項(xiàng)目，環(huán)評報(bào)告以及RTO設(shè)計(jì)之初的廢氣參數(shù)都是理論設(shè)計(jì)值或者經(jīng)驗(yàn)值，和實(shí)際運(yùn)行后的數(shù)據(jù)可能會(huì)產(chǎn)生較大偏差，這樣就會(huì)出現(xiàn)偶爾的濃度超標(biāo)情況，為了保證RTO系統(tǒng)，當(dāng)LEL測量值超過設(shè)定的值時(shí)，緊急旁路系統(tǒng)就會(huì)打開，廢氣直接排放。
直到2020年，直排會(huì)導(dǎo)致排氣筒在線監(jiān)測裝置瞬時(shí)濃度超標(biāo)，這樣會(huì)增加企業(yè)環(huán)保行政的負(fù)擔(dān)，故此我們在完整的RTO廢氣治理系統(tǒng)中，時(shí)常將活性炭作為應(yīng)急旁路系統(tǒng)的一道主要處理措施，因?yàn)橐坏?a href="/art/gsdt111.html">RTO離線，我們既要保證廢氣處理系統(tǒng)，又要保證廢氣處理達(dá)標(biāo)排放，這樣就必須在應(yīng)急旁路系統(tǒng)設(shè)置至少一級處理設(shè)施。
通?？筛鶕?jù)下表可快速指導(dǎo)不同用戶選取不同類型的活性炭及其應(yīng)用：
四、活性炭在YIHEAC RTO廢氣治理工藝中的使用注意事項(xiàng)
如圖為某項(xiàng)目YIHEAC RTO廢氣治理工藝，其中綠色設(shè)備即為活性炭吸附裝置。
該系統(tǒng)中，設(shè)置了一級活性炭吸附裝置。一般當(dāng)VOCs處理系統(tǒng)在調(diào)試、啟動(dòng)、試運(yùn)行、故障和停車時(shí)，旁路系統(tǒng)能夠通過兩路提升閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聯(lián)鎖控制。關(guān)閉主回路提升閥，打開旁路系統(tǒng)提升閥，經(jīng)過活性炭吸附處理，經(jīng)過管道流至煙囪。即車間排出廢氣在突發(fā)異常情況下，保障VOCs處理系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，仍然得以及時(shí)進(jìn)行廢氣處理，降低對企業(yè)的影響。同樣，當(dāng)異常情況解除后則自動(dòng)恢復(fù)通過主回路系統(tǒng)處理廢氣，從而減少旁路系統(tǒng)活性炭帶來的影響。
活性炭在使用時(shí)可能會(huì)有如下一些問題：
1.活性炭的吸附能力有限，不適用于高濃度以及混合氣體廢氣的治理；
2.活性炭吸附只是將有毒害氣體轉(zhuǎn)移，并沒有達(dá)到分解有害氣體的功效；
3.在活性炭表面含有多種氧基團(tuán)和一些金屬氧化物（灰分），表面性質(zhì)非常復(fù)雜，某些醛類、酚類、酮類有機(jī)物吸附后易于發(fā)生表面化學(xué)反應(yīng)而變質(zhì)；
4.活性炭燃點(diǎn)較低，在吸附與再生過程中溫度升高，容易造成燜燃現(xiàn)象；
5.活性炭的吸附能力受濕度、氣壓、pH值及粉塵的影響極大，由于表面含氧基團(tuán)的存在，造成活性炭吸水能力增強(qiáng)，在高濕度條件下處理廢氣時(shí)對有機(jī)物的選擇性吸附能力快速下降；
6.使用過后的廢活性炭變成危險(xiǎn)廢物，需要二次處理，成本較高。
故此在旁路活性炭吸附系統(tǒng)中配有：
1、差壓變送器：監(jiān)測設(shè)備兩端的壓力變化，預(yù)防因粉塵堵塞造成的活性炭吸附處理效率降低，便于檢修與更換活性炭；
2、 溫度傳感器：實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備溫度，預(yù)防因高溫帶來的隱患；
3、水噴淋：溫度傳感器與其聯(lián)鎖控制，實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備溫度，針對燜燃現(xiàn)象及時(shí)通過水噴淋預(yù)防；
4、 除濕系統(tǒng)：待處理的廢氣再進(jìn)入活性炭吸附裝置前做好除濕，避免高濕度使得活性炭吸附能力下降，從而造成排放不達(dá)標(biāo)；
5、自動(dòng)化控制：全過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、聯(lián)鎖功能；盡可能地考慮到每個(gè)細(xì)節(jié)，做好應(yīng)對解決方案，避免因此疏漏而引發(fā)的隱患。
YIHEAC RTO廢氣治理工藝優(yōu)先考慮到達(dá)標(biāo)排放，須增加定期的維護(hù)和巡檢，活性炭間隔一定時(shí)間必須進(jìn)行更換；在控制方面也需要進(jìn)行聯(lián)鎖和增加控制邏輯。
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