某精密機械廠活性炭吸附裝置工程介紹

曾石

某精密機械廠涂裝線生產過程中產生的廢氣處理設施比較老舊，無法有效去除產生的有機廢氣，對環境產生一定的影響。為減輕生產過程中對環境的危害，企業決定加裝有機廢氣活性炭吸附裝置，對產生的有機廢氣進行有效的處理，從而減輕對環境的不良影響。

一、工藝原理

（1）概述

有機廢氣凈化方式頗多，如直接燃燒，催化燃燒，但其對于低濃度，大風量的廢氣很難完全燃燒，在間歇作業中余熱不能充分利用，對低濃度、大風量或間歇作業產生的廢氣采用活性炭吸附法有其獨特優點，廢氣凈化裝置應用活性炭吸附原理，和吸附同類產品特點改進設計。本裝置處理風量較大、采用氣動閥門，操作管理簡單安全。

（2）使用范圍

①治理噴漆、包裝、印刷、機械、化工及生產過程產生苯類、酯、醇、酮、醛、酚汽油等場合。

②用于大風量、低濃度的廢氣工況或間歇作業中準備回收利用的有機溶劑工廠車間。

（3）裝置結構和特點

本裝置主要包括：吸附罐、冷凝器、分離器、曝氣器、主排風機等設備，配有進出口閥，炭層超溫報警自動降溫裝置及電控柜等。

本裝置可根據生產工藝設定單罐和雙罐，間隙性生產一般設立單罐;連續性生產設立兩個吸附罐，一只吸附，一只脫附，也可兩罐同時使用。裝置的進出風口設置手動閥門，操作簡便可靠。本裝置采用低壓蒸汽為解吸介質，高沸點的溶劑解吸時可配備蒸汽過濾器，提高蒸汽溫度。兩罐也可同時吸附，定期同時解吸，處理風量可增加近一倍，對于間歇性生產可減少投資和占地面積。

（4）工藝流程及原理

活性炭具有很多微孔及很大的比表面積，依靠分子引力和毛細管作用，能使溶劑蒸汽和揮發性物質吸附于其表面，又根據不同物質的沸點，用蒸汽將吸附物質析出。當采用蒸汽為解除吸介質時解吸出的有機溶劑蒸汽與水蒸汽一起通過冷凝器凝結，進入分離桶經分離后回收有機溶劑，殘液經曝氣處理后排放。

（5）要點控制

裝置的廢氣進口溫度應低于50℃，如高于50℃的廢氣需增加空氣冷卻裝置，冷卻后進入吸附罐。

用于噴漆作業等產生的含有較多顆粒粉塵廢氣凈化，廢氣應先對顆粒物進行過濾凈化。

當吸附的有機溶劑沸點較高（120℃以上）時，可采用蒸汽過濾器，提高解吸蒸汽溫度。

如無蒸汽供應時，可隨凈化裝置專門配備小型電熱蒸汽發生器。

二、工程設計內容

（1）廢氣的收集

公司涂裝車間液體涂裝采用密閉噴房、密閉的烤箱，產生的含二甲苯、非甲烷總烴等有機廢氣經密閉噴房、烤箱的排氣口由管道收集送廢氣處理裝置處理，廢氣收集率可達95%。

（2）廢氣的處理

液體底漆、液體色漆、透明漆1、透明漆2、液體修補共5個噴房及相應的烤箱，可設置2套氣水分離器+活性炭吸附裝置，廢氣處理達標后通過排氣筒排放，排氣筒15m高，裝置排風量76800m3/h。

噴房產生的廢氣經水簾幕處理去除漆霧后，再經氣水分離器進行氣水分離，去除廢氣中的水份，以避免廢氣因含水份過多而影響后續活性炭的吸附效果。氣水分離后，廢氣進入活性炭吸附裝置處理。烤漆產生的有機廢氣直接進入活性炭吸附裝置處理。

活性炭是一種多孔的含碳物質，其發達的空隙結構使它具有很大的表面積，很容易與空氣中的有毒有害氣體充分接觸，活性炭孔周圍強大的吸附力場會立即將有毒氣體分子吸入孔內。

活性炭裝置為臥式，2×1.2×3.5mH，采用環形豎向布置、柱狀椰殼活性炭，活性炭委托有資質的危險廢物處理單位進行處置。

噴涂線廢氣經水簾幕過濾、活性炭吸附處理后，對有機廢氣的去除效率達80%以上。但在生產過程中，應定期更換活性炭等，做好廢氣處理裝置的維護，保證廢氣處理裝置的穩定、有效運行。

（3）活性炭吸附裝置的管理要求

活性炭定期更換，根據油漆、稀釋劑的使用量大約每3個月更換一次。日常生產中，做好廢氣處理裝置的維護、保養工作，保證其處理效果。

活性炭吸附裝置進出口風管上設置壓差計，以測定經過吸附器的氣流阻力（壓降），從而確定是否需要更換活性炭：進出口設置氣體濃度檢測儀，定時檢測氣體濃度，當出口氣體濃度超過設定最大值時，應及時更換活性炭。

（4）涂裝廢氣以新帶老后的變化情況

涂裝廢氣采取活性炭吸附裝置處理，可大大削減有機廢氣的排放量（水簾幕+活性炭裝置的處理效率按80%計算），涂裝廢氣污染物排放變化情況見表1：

表1 改造前后涂裝廢氣排放情況

三、環境效益分析

本工程實施后，涂裝廢氣采取活性炭吸附裝置處理，可有效削減有機廢氣的排放量（水簾幕+活性炭裝置的處理效率按80%計算），其中有組織有機廢氣部分二甲苯削減量為10.884t（二甲苯原排放量為13.604t/a，經活性炭吸附裝置處理后削減量=13.604t/a×0.8=10.884t/a），非甲烷總烴40.064t（非甲烷總烴原排放量為50.084t/a，經活性炭吸附裝置處理后削減量=50.084t/a×0.8=40.064t/a），對廠區周邊的城市大氣環境有明顯的改善，具有顯著的環境效益。

本工程運行過程中產生的危險廢物活性炭則可委托有資質的危險廢物處理單位進行處置，杜絕二次污染的產生。

四、經濟效益分析

本工程實施后，涂裝廢氣采取活性炭吸附裝置處理，可有效削減有機廢氣及各類污染物的排放量，有利于節約資源、能源，降低生產成本，從而有利于提高產品的市場競爭力，帶給企業可觀的效益。

但同時，新增有機廢氣活性碳吸附裝置也會耗費一定的活性碳、電能等，此外部分設備需要定期更換維護，年需要投入成本約145.5萬元。

本工程涉及的各項環保設施運行成本如下：

涂裝廢氣處理運行費用按0.0002元/m3（76800m3/h×2）折算，年運行費用15萬元;消耗活性炭費用按7000-8000元/噸（約110t/a）折算，年費用82.5萬元;而固廢處置按3000元/噸（活性炭委托處理160t/a）核算，年費用48萬元，總計145.5元。

五、小結

本工程實施后，工業設計較為合理，滿足技術要求，環境效益顯著，極大的減少二甲苯和非甲烷總烴等污染物的排放，為減少企業揮發性有機物對環境的影響起到至關重要的作用，為企業綠色發展鋪平了道路。