活性碳纖維有機廢氣回收裝置在清潔生產中的運用策略

清遠市百悅企業服務有限公司 楊舜

一、活性碳纖維有機廢氣回收裝置分析

活性碳纖維有機廢氣回收裝置系統的構成比較復雜，其中包括預處理，吸附，脫附，抽干，干燥以及計量回收等多種裝置。通過各個裝置的有效銜接，環環相扣，保證有機廢氣回收效率。

（一）回收裝置的構成

1.預處理系統

活性碳纖維在廢氣的吸附處理中具有重要的作用，而且可以循環利用。在有機廢氣的回收中，需要先做好預處理工作，使有機廢氣中的灰塵以及小顆粒的雜物徹底清除，防止這些雜質堵塞活性碳纖維的納米孔洞。此外，通過大量研究發現，活性碳纖維對有機廢氣的吸收與溫度具有直接的關系，高溫下吸附效果會降低，因此需要做好對有機廢氣溫度的控制，最佳溫度范圍為10到30攝氏度。在這個溫度范圍內有機廢氣的揮發能力更強，回收效果高。預處理裝置中的核心設備為過濾器，利用堿液除去雜質。通過預處理并檢驗合格后進入下一道程序中。

2.吸附系統

廢氣通過預處理后進入到吸附器中，通過壓力的作用，使有機物進入到活性碳的微孔內，在微孔吸附飽和后可以循環利用。廢氣通過碳纖維吸附后再進行排氣。吸附器是通過自動控制系統完成的，通過交替切換完成吸附和再生，然后進行循環應用，保證任何時刻都保持一臺吸附器進行吸附，一臺吸附器進行干燥，使吸附系統可以連續運行。一般還需要再配置一臺備用的吸附器，因為長時間使用的情況下需要對過濾系統進行清洗，備用設備可以保證工作的持續性。

3.蒸汽脫附系統

活性碳纖維有機廢氣回收系統中，蒸汽脫附系統可以通過減壓閥的方式保證蒸汽的穩定輸出，使活性碳纖維層中的有機物能夠順利脫附，并通過蒸汽的吹掃，進入到回收系統中。在吹掃中對溫度具有一定的要求，需要保證溫度的恒定性和適宜性，提升蒸汽脫附效果。一般蒸汽脫附中吸附器的溫度需要控制在100到105攝氏度，如果溫度過高會導致裝置運行不順暢，同時可能會出現報警停車的情況，需要對裝置的問題進行及時檢查和處理。如果溫度過低的情況下說明流量和蒸汽不足，無法對吸附器進行脫附。

4.負壓抽干系統

通過蒸汽脫附系統后，進入到負壓抽干系統中對有機廢氣進行處理，通過壓力的作用進入到密封通道中。負壓抽干系統將有機廢氣全部吸入后，系統的冷凝器裝置會自動關閉，氣管道以及出液管停止工作，通過旋渦氣泵對吸附器中的有機物或者蒸汽等向冷凝器中吸入，并進行冷凝，氣體經過氣液分離器管道后重新進行處理。抽負壓程序可以抽干碳纖維表面的水分，提升干燥效率。負壓抽干中，需要關閉吸附器排放閥門，并將密閉空間內的氣體抽吸完全，再降低吸附器的壓力，使飽和蒸氣壓降低，碳纖維表面的有機物順利脫附。

5.干燥降溫系統

有機廢氣通過負壓干燥后，會使碳纖維的溫度明顯提升，提升的幅度需要達到50到70攝氏度，而且濕度也會提高到80%左右，影響活性碳纖維的吸附能力。干燥降溫系統可以通過吹風機將冷空氣吹出，使吹出的空氣可以進行提前凈化，并對活性碳纖維旋轉降溫和除濕，直到活性碳纖維的濕度達到10%左右，溫度降低到10攝氏度左右。干燥降溫系統在過濾裝置的使用中，需要做好定期清洗工作，長時間的使用活性炭纖維的雜質會截留到過濾器中，同時過濾網上也會存在大量的雜質和灰塵，通過對這些雜質的清掃后能夠達到凈化效果。

6.計量回收系統

有機廢氣經過干燥降溫處理后，最后進入到計量回收系統中，該系統的組成方式多元化，包括冷凝器、冷卻器以及分離裝置等，通過對含有有機蒸汽和水蒸氣混合氣體的脫附冷凝后，形成混合液體的形式，然后進入到分離裝置中，吸附器底部位置的冷凝液會進入到分離裝置中，對其中無法在水中溶解的有機物過濾，分離出來后通過自流裝置進入計量槽進行回收利用。通過對廢水分層排污進入到排污管中。此外，監測處理后的氣體，并將檢測結果與預處理后的結果對比分析，計算二者間的差值和有機廢氣的回收率。一般情況下，嚴格按照這個流程回收后，回收率需要達到80%以上，如果有機廢氣濃度過高，回收率也會更高，可以超過90%。

（二）回收裝置技術特點

1.吸附效率高

活性碳纖維有機廢氣回收的回收率比較高，活性炭纖維中存在很多的吸附孔洞，吸附能力強，整體吸附率超過95%。同時隨著技術的發展，能夠實現多級吸附的作用，吸附率也會進一步提升，能夠滿足國際環保排放標準。

2.裝置的設計結構合理

活性碳纖維有機廢氣回收系統的吸附能力比較強，從系統的結構來看，主要采用籠型結構形式，活性碳纖維的應用數量少，風量的處理量比較大，有利于對有機廢氣處理成本的控制。

3.能耗和費用低

活性碳纖維具有非常強的再生能力，而且能耗低，同時在系統結構中活性炭纖維纏繞芯風機功率低，氣流阻力小，在活性碳纖維有機廢氣的凈化回收中產生的電耗能也會比較低。

4.系統全程自動化

當前活性碳纖維有機廢氣回收系統大部分都采用全自動的控制模式，通過編程進行中央控制，并執行電磁閥以及托氣缸動作，系統運行的穩定性強。根據工藝流程設計要求的模擬，能夠對系統的運行情況進行觀察和分析，并自動進行故障檢測，提升系統操作的可靠性，提升系統的維護效率。

二、結合案例進行分析

在油墨印刷行業的發展中，如果利用水松紙印刷生產工藝，為了溶解高分子的樹脂，就需要使用大量的乙醇，此外，還需要少量的乙酸乙酯以及二乙醇乙醚等溶劑。其主要功能在于將高分子樹脂溶解，隨后進入干燥成膜環節，在該過程中，所有的有機溶劑就會揮發到空氣中，然后排放出去。就相關預測結果來看，在全國每一年度，所有水松紙印刷生產廠商需要消耗一萬噸左右的乙醇等相關溶劑，而正是因為這些溶劑的使用，所以空氣中會排放各種各樣的有害物質，結果導致環境受到了破壞，這種情況也會對人體健康帶來威脅和影響，同時也導致企業的發展受到了障礙，不利于企業提高經濟效益，甚至會影響企業的競爭力。所以，在此次研究中，筆者重點分析某水松紙生產廠，研究的主要內容是該廠在治理有機廢氣的過程中，利用活性炭纖維有機廢氣回收裝置所產生的效果。

（一）工藝簡述

在水中指印刷的過程中，有機尾氣需要進行回收，具體涉及到的部分包括兩點，其中之一是排風尾氣，主要來自于烘箱，另外一方面是廢氣，往往是印刷機周圍自然會發出來的。針對印刷機上部排風和整條印刷機周圍系統揮發出來的氣體而言，采取的主要方式就是分離單獨引入，與此同時，在風管上方，會設置三通閥控制，如果吸附裝置出現了故障和問題，就可以通過三通閥來進行放空，這樣可以避免印刷設備受到負面影響。過濾冷卻了有機尾氣之后，再將其引入吸附裝置之中，該裝置會進行一定的處理，處理之后也會產生有機尾氣，然后將其運輸到車間。首先把一定量有機溶劑的活性炭纖維吸附進去，然后再通過使用飽和水蒸氣的作用，以此來進行脫附再生，在蒸汽的作用下，吸附在活性炭纖維上的乙醇就會被吹脫出來，然后和蒸汽相互融合，最終構成氣態混合物，在換熱器和回收的冷凝液之中，這些混合物進行了充分的換熱，這一環節完成之后再將混合物引入列管冷凝器，在這里進行冷凝，冷凝之后的混合液主要由水和乙醇構成，它可以和箱體內部冷凝的混合液相互結合起來，然后共同流入儲槽之中，最后再通過使用磁力泵，混合之后的液體全部會被引入精餾塔中，在該地方完成精餾。通過冷凝器對氣體進行冷凝，塔頂這些氣體就會背景助氣液分離器中，在該地方經過相互分離之后，有一部分液體就會再次回到精餾塔內部，然后再次循環上述流程，其中有一部分會到達冷卻器，被冷卻之后，會流向有機溶劑儲罐之中，在這時，乙醇的程度一般情況下會達到95%，然后將其回收，并且再次運用于生產中。

（二）設備運行情況

針對活性碳纖維印刷溶劑乙醇回收裝置的進出口氣體，通過使用有機溶劑回收設備，以此來開展測試工作，根據最終的結果來看，該裝置確實能夠回收乙醇溶劑，而且效果比較好，回收了之后，在尾氣中，乙醇去除率往往能達到96.76%。將這一設備用來進行整修試車，穩定性比較強，而且也比較可靠，無論是過程自動控制，還是自動報警，都滿足預期的設計要求和標準。運行了該設備之后，無論是車邊的有機物濃度，還是周邊的有機物濃度，都有所下降，這有利于提高環境質量。

（三）運行效果分析

通過大約長達一年時間的運行記錄結果來看，該廠每天使用的容積總量達到了5噸，通過使用溶劑回收裝置，處理之后發現，能夠回收的容器總量已經高達4噸。

1.投資情況

在該印刷機中，活性炭纖維有機廢氣吸附回收裝置屬于三箱類型，同時還包括一套有機溶劑精制設備。就整套回收系統設計而言，能夠使用大約10年時間，總投資額度超過了300萬元人民幣，其中不包括公用工程成本。

2.回收效益

其每日使用的乙醇量達到了5t，除此之外，還有部分乙二醇乙醚以及乙酸乙酯。假設回收率是80%，每年運行的總天數是300，乙醇每天回收量和單價分別為4t和4200元／t，以此來計算年回收收益，即5t×80%X 300天X 4200元=504萬元，對應的年度回收凈效益大概就是504萬元一149萬元=355萬元。進行換算以后，每回收lt乙醇所需的成本大概是1242元人民幣。如果在實踐過程中使用活性炭纖維吸附裝置，那么，該印刷廠年度得到的經濟效益將會超過330萬元。

四、結語

綜上所述，活性碳纖維有機廢氣回收技術當前已經成為廢氣回收的重要方式，對氣體清潔具有重要作用。通過多種有機廢氣回收方式的對比發現，活性碳纖維有機廢氣回收技術在材料獲得、操作方式以及成本和回收率方面都具有一定的優勢。因此需要結合當前的活性碳纖維有機廢氣回收技術加強對技術的優化，提升系統的廢氣處理效率和質量，促進相關行業的可持續發展。