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辉丰化工冷凝回收系统

作者:欧阳 来源:原创 日期:2019-5-4 13:36:02 人气:0


1 项目概述

业主在生产时废气采用活性炭吸附,活性炭使用量较大,活性炭更换及危废处理成本太高,为了延长活性炭的使用寿命和降低废气系统的运行成本,新建活性炭回收设备,实现活性炭回收再用的功能。

根据客户描述的工况本项目需要每天脱附7吨活性炭的要求,我公司按照每天脱附7吨碳的标准采用蒸汽脱附进行设计。

活性炭采用模块式收集系统,模块式搬运,采用叉车搬运及装入模块式活性炭脱附床,活性炭脱附采用蒸汽脱附,从而达到活性炭循环利用。活性炭按照一用一备的标准进行设计,两个箱体交互式使用,相互备用,冷却干燥后的活性炭回收再用,此设计降低客户的投入成本,操作维护方便,运行成本低。脱附活性炭的容器做成上进料下出料的方式,脱附出来的废气进入冷凝器将废气冷却到常温状态,将废气中低沸点物质冷凝下来,然后废气中不凝气稀释混风后经过干式过滤器除水、除尘、除雾后,由正压风机将废气送入业主自有燃烧炉体进行焚烧,废气终达标排放。活性炭干燥采用蒸汽换热新鲜空气,新鲜空气进入干燥器换热后,进入脱附罐进行干燥,干燥废气通过以上脱附流程终进入RTO焚烧处理。该系统设计处理风量8000m3/h(大设计符合、爆炸下限设计)的废气,能够安全、稳定地废气处理


设备选型及原理

工艺选择

活性炭脱附系统由两个活性炭箱、冷凝器、干式过滤器、干燥换热器装置和相配套的控制系统组成。

工艺流程设计简介

第(一)步:活性炭收集及搬运。需要脱附的活性炭采用模块式收集系统,模块式搬运,采用叉车搬运及装入模块式活性炭脱附床,关闭活性炭门,脱附准备完成。

第(二)步:活性炭脱附。活性炭脱附采用蒸汽脱附。活性炭箱体采用模块式,箱体按照一用一备的标准进行设计,两个箱体交互式使用,互为备用,冷却干燥后的活性炭回收再用,活性炭采用模块出料方式,进入出料系统后,按需分配给使用设备。此设计降低客户的投入成本,操作维护方便,运行成本低。

第三步:活性炭脱附废气处理。活性炭脱附箱体脱附出来的废气进入冷凝器将废气冷却到常温状态,将废气中低沸点物质冷凝下来。冷凝介质采用循环冷却水冷却。经过冷凝器冷凝的废气中不凝气经过新风缓冲罐混合后,再经过干式过滤器除水、除尘、除雾后,RTO送风机将废气送入业主自有燃烧炉体进行焚烧,废气终达标排放。

第四步:新鲜空气除尘后进入干燥器干燥后,干燥也是预热过程,此部分采用蒸汽进行干燥和预热,采用温升控制对活性炭进行干燥处理,进过脱附废气处理流程,再由RTO送风机将废气送入业主自有燃烧炉体进行焚烧,废气终达标排放。


7.2活性炭收集及搬运系统

业主需要回收的活性炭是颗粒活性炭,活性炭来源为各个废气处理设备,活性炭在各个设备点,收集及回装需要投入大量的人工及维护成本,因此收集及搬运采用模块式,方便收集、搬运及脱附。从而减低运行维护成本,减少搬运过程中的活性炭中废气无组织排放,做到节能、环保、减排。



活性炭吸附脱附系统


活性炭吸附原理


活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色,内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔,1克活性炭材料中微孔,将其展开后表面积可高达800-1500㎡,特殊用途的更高。也就是说,在一个米粒大小的活性炭颗粒中,微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达,如人体毛细血管般的孔隙结构,使活性炭拥有了优良的吸附性能。


分子之间相互吸附的作用力


也叫“范德华引力”。 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内孔隙中后,由于分子之间相互吸引的原因,会导致更多的分子不断被吸引,直到添满活性炭内孔隙为止。


活性炭脱附方法


升温脱附。物质的吸附量是随温度的升高而减小的,将吸附剂的温度升高,可以使已被吸附的组分脱附下来,这种方法也称为变温脱附,整个过程中的温度是周期变化的。蒸汽脱附是由升温脱附改进的一种技术,蒸汽脱附技术已应用于气体分离、干燥和空气净化及废水处理等方面。在实际工作中,这种方法也是很常用的脱附方法。

控制系统说明

1、系统安装停电保护、过载保护、线路故障保护和误操作等安全保护装置,所有电气设备均可靠接地,保证系统在特殊状态下的安全性(在相对湿度80%,电器回路绝缘电阻不小于24兆欧,电气连线外有金属软管保护。

2、系统设有保护接地控制系统的接地分为两部分:保护地(交流地)和屏蔽地(直流地)。控制系统接地的目的就是为了当进入控制系统的信号、供电电源或设备本身出现问题时,有效地接地系统可承受过载电流,并迅速将其导入大地,为系统提供屏蔽层,消除电子噪声干扰,为整个控制系统提供公共信号参考点。有效地接地系统的保护有两方面:人员保护和设备保护。当接地系统发生问题时,可造成人员的触电伤害,设备着火损失。

3、脱附系统运作流程:脱附系统为两套,一用一备,每次脱附完成然后切换。同时脱附系统启动,脱附掉活性炭上面的VOC物质,然后进入冷凝系统,将VOC物质从气态冷凝成常温状态,经过干式过滤器器除雾除杂质后,在进入干燥器除水和预热后,一部分气体用于另一箱体活性炭干燥,一部分废气在风机作用下之后进入业主自有燃烧炉处理,终达标排放。


整个系统采用PLC自动控制,通过采集与传输温度、压力的参数变化信号来达到自控吸附脱附冷凝与自控联锁的安全保护功能。监控吸附脱附处理设备中关键设备的运行状态、为保证废气处理系统的正常运行,通过采集与传输温度、压力的参数变化信号来达到自控脱附冷凝与自控联锁的安全保护功能。保证生产的稳定和效率高,减轻劳动强度,改善操作环境,实现处理过程的现代化生产管理。所有的控制温度、压力、风机变频等PLC控制的系统全部可以传送到DCS


设备安全设计

 1 温度安全:活性碳的燃点在350℃度左右,活性炭采用蒸汽脱附的很适合脱附温度在120℃到150℃之间 根据这些数据我们将脱附温度控制在125℃-135℃,一般不超过140度,设备进出风口安装温度检测系统,一旦温度出现异常温度检测系统会将数据传输的PLC控制系统,系统会自行补冷风降温或停机。

 2 浓度保护:每种气体的浓度都有不同的爆炸上限,根据贵公司提供的废气成分比较复杂,因此我们将浓度控制浓度在5000ppm以下肯定的安全值,在设备的进出口处安装浓度检测系统时时监控浓度变化,如果出现浓度异常过高,浓度检测系统会将数据传输到PLC系统,系统可以根据接收到的数据进行稀释浓度或停止工作。

 3 脱附床保温,脱附床内部温度控制在工艺要求温度以内,脱附床设计为双层壳体,中间夹层填充耐高温岩棉在保持设备内部温度不流失的情况下不会使设备外壳温度过高,外壳采用保温外层包覆,保护减少热量损失和避免人员烫伤,设备外部温度大约在60℃以内。

 4 脱附床防爆保护,因为需要使用蒸汽脱附,在使用蒸汽脱附时会使设备内部气压增大,为防止气压不稳定过大时对设备造成巨大破坏,需要在设备上加装泄压阀,在设备内部气压达到一定上限时泄压阀会打开将过大气压从泄压阀泄出,不会对设备造成任何破坏,保证设备正常运行。

 5 脱附床压力差检测;关键设备加装压力检测系统时时检测设备压力变化,如果设备内部压力过大,压力检测系统会将数据传输的PLC控制系统,由PLC系统给出指令打开旁通阀进行泄压。

 6 消防系统;脱附床设备在运行过程中如果瞬间达到温度上限,安装在脱附床内部的消防系统会即时喷出氮气或水进行降温,(消防系统用水或氮气同样都可以达到效果,具体采用哪种要根据现场情况或客户指定)

 7 负责帮业主将脱附尾气送入RTO系统存在的问题进行诊断,与业主协商,提出整改建议,确保尾气进入RTO的浓度是安全的




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