活性碳纤维有机废气回收装置在清洁生产中的运用策略

清远市百悦企业服务有限公司 杨舜

一、活性碳纤维有机废气回收装置分析

活性碳纤维有机废气回收装置系统的构成比较复杂，其中包括预处理，吸附，脱附，抽干，干燥以及计量回收等多种装置。通过各个装置的有效衔接，环环相扣，保证有机废气回收效率。

（一）回收装置的构成

1.预处理系统

活性碳纤维在废气的吸附处理中具有重要的作用，而且可以循环利用。在有机废气的回收中，需要先做好预处理工作，使有机废气中的灰尘以及小颗粒的杂物彻底清除，防止这些杂质堵塞活性碳纤维的纳米孔洞。此外，通过大量研究发现，活性碳纤维对有机废气的吸收与温度具有直接的关系，高温下吸附效果会降低，因此需要做好对有机废气温度的控制，最佳温度范围为10到30摄氏度。在这个温度范围内有机废气的挥发能力更强，回收效果高。预处理装置中的核心设备为过滤器，利用碱液除去杂质。通过预处理并检验合格后进入下一道程序中。

2.吸附系统

废气通过预处理后进入到吸附器中，通过压力的作用，使有机物进入到活性碳的微孔内，在微孔吸附饱和后可以循环利用。废气通过碳纤维吸附后再进行排气。吸附器是通过自动控制系统完成的，通过交替切换完成吸附和再生，然后进行循环应用，保证任何时刻都保持一台吸附器进行吸附，一台吸附器进行干燥，使吸附系统可以连续运行。一般还需要再配置一台备用的吸附器，因为长时间使用的情况下需要对过滤系统进行清洗，备用设备可以保证工作的持续性。

3.蒸汽脱附系统

活性碳纤维有机废气回收系统中，蒸汽脱附系统可以通过减压阀的方式保证蒸汽的稳定输出，使活性碳纤维层中的有机物能够顺利脱附，并通过蒸汽的吹扫，进入到回收系统中。在吹扫中对温度具有一定的要求，需要保证温度的恒定性和适宜性，提升蒸汽脱附效果。一般蒸汽脱附中吸附器的温度需要控制在100到105摄氏度，如果温度过高会导致装置运行不顺畅，同时可能会出现报警停车的情况，需要对装置的问题进行及时检查和处理。如果温度过低的情况下说明流量和蒸汽不足，无法对吸附器进行脱附。

4.负压抽干系统

通过蒸汽脱附系统后，进入到负压抽干系统中对有机废气进行处理，通过压力的作用进入到密封通道中。负压抽干系统将有机废气全部吸入后，系统的冷凝器装置会自动关闭，气管道以及出液管停止工作，通过旋涡气泵对吸附器中的有机物或者蒸汽等向冷凝器中吸入，并进行冷凝，气体经过气液分离器管道后重新进行处理。抽负压程序可以抽干碳纤维表面的水分，提升干燥效率。负压抽干中，需要关闭吸附器排放阀门，并将密闭空间内的气体抽吸完全，再降低吸附器的压力，使饱和蒸气压降低，碳纤维表面的有机物顺利脱附。

5.干燥降温系统

有机废气通过负压干燥后，会使碳纤维的温度明显提升，提升的幅度需要达到50到70摄氏度，而且湿度也会提高到80%左右，影响活性碳纤维的吸附能力。干燥降温系统可以通过吹风机将冷空气吹出，使吹出的空气可以进行提前净化，并对活性碳纤维旋转降温和除湿，直到活性碳纤维的湿度达到10%左右，温度降低到10摄氏度左右。干燥降温系统在过滤装置的使用中，需要做好定期清洗工作，长时间的使用活性炭纤维的杂质会截留到过滤器中，同时过滤网上也会存在大量的杂质和灰尘，通过对这些杂质的清扫后能够达到净化效果。

6.计量回收系统

有机废气经过干燥降温处理后，最后进入到计量回收系统中，该系统的组成方式多元化，包括冷凝器、冷却器以及分离装置等，通过对含有有机蒸汽和水蒸气混合气体的脱附冷凝后，形成混合液体的形式，然后进入到分离装置中，吸附器底部位置的冷凝液会进入到分离装置中，对其中无法在水中溶解的有机物过滤，分离出来后通过自流装置进入计量槽进行回收利用。通过对废水分层排污进入到排污管中。此外，监测处理后的气体，并将检测结果与预处理后的结果对比分析，计算二者间的差值和有机废气的回收率。一般情况下，严格按照这个流程回收后，回收率需要达到80%以上，如果有机废气浓度过高，回收率也会更高，可以超过90%。

（二）回收装置技术特点

1.吸附效率高

活性碳纤维有机废气回收的回收率比较高，活性炭纤维中存在很多的吸附孔洞，吸附能力强，整体吸附率超过95%。同时随着技术的发展，能够实现多级吸附的作用，吸附率也会进一步提升，能够满足国际环保排放标准。

2.装置的设计结构合理

活性碳纤维有机废气回收系统的吸附能力比较强，从系统的结构来看，主要采用笼型结构形式，活性碳纤维的应用数量少，风量的处理量比较大，有利于对有机废气处理成本的控制。

3.能耗和费用低

活性碳纤维具有非常强的再生能力，而且能耗低，同时在系统结构中活性炭纤维缠绕芯风机功率低，气流阻力小，在活性碳纤维有机废气的净化回收中产生的电耗能也会比较低。

4.系统全程自动化

当前活性碳纤维有机废气回收系统大部分都采用全自动的控制模式，通过编程进行中央控制，并执行电磁阀以及托气缸动作，系统运行的稳定性强。根据工艺流程设计要求的模拟，能够对系统的运行情况进行观察和分析，并自动进行故障检测，提升系统操作的可靠性，提升系统的维护效率。

二、结合案例进行分析

在油墨印刷行业的发展中，如果利用水松纸印刷生产工艺，为了溶解高分子的树脂，就需要使用大量的乙醇，此外，还需要少量的乙酸乙酯以及二乙醇乙醚等溶剂。其主要功能在于将高分子树脂溶解，随后进入干燥成膜环节，在该过程中，所有的有机溶剂就会挥发到空气中，然后排放出去。就相关预测结果来看，在全国每一年度，所有水松纸印刷生产厂商需要消耗一万吨左右的乙醇等相关溶剂，而正是因为这些溶剂的使用，所以空气中会排放各种各样的有害物质，结果导致环境受到了破坏，这种情况也会对人体健康带来威胁和影响，同时也导致企业的发展受到了障碍，不利于企业提高经济效益，甚至会影响企业的竞争力。所以，在此次研究中，笔者重点分析某水松纸生产厂，研究的主要内容是该厂在治理有机废气的过程中，利用活性炭纤维有机废气回收装置所产生的效果。

（一）工艺简述

在水中指印刷的过程中，有机尾气需要进行回收，具体涉及到的部分包括两点，其中之一是排风尾气，主要来自于烘箱，另外一方面是废气，往往是印刷机周围自然会发出来的。针对印刷机上部排风和整条印刷机周围系统挥发出来的气体而言，采取的主要方式就是分离单独引入，与此同时，在风管上方，会设置三通阀控制，如果吸附装置出现了故障和问题，就可以通过三通阀来进行放空，这样可以避免印刷设备受到负面影响。过滤冷却了有机尾气之后，再将其引入吸附装置之中，该装置会进行一定的处理，处理之后也会产生有机尾气，然后将其运输到车间。首先把一定量有机溶剂的活性炭纤维吸附进去，然后再通过使用饱和水蒸气的作用，以此来进行脱附再生，在蒸汽的作用下，吸附在活性炭纤维上的乙醇就会被吹脱出来，然后和蒸汽相互融合，最终构成气态混合物，在换热器和回收的冷凝液之中，这些混合物进行了充分的换热，这一环节完成之后再将混合物引入列管冷凝器，在这里进行冷凝，冷凝之后的混合液主要由水和乙醇构成，它可以和箱体内部冷凝的混合液相互结合起来，然后共同流入储槽之中，最后再通过使用磁力泵，混合之后的液体全部会被引入精馏塔中，在该地方完成精馏。通过冷凝器对气体进行冷凝，塔顶这些气体就会背景助气液分离器中，在该地方经过相互分离之后，有一部分液体就会再次回到精馏塔内部，然后再次循环上述流程，其中有一部分会到达冷却器，被冷却之后，会流向有机溶剂储罐之中，在这时，乙醇的程度一般情况下会达到95%，然后将其回收，并且再次运用于生产中。

（二）设备运行情况

针对活性碳纤维印刷溶剂乙醇回收装置的进出口气体，通过使用有机溶剂回收设备，以此来开展测试工作，根据最终的结果来看，该装置确实能够回收乙醇溶剂，而且效果比较好，回收了之后，在尾气中，乙醇去除率往往能达到96.76%。将这一设备用来进行整修试车，稳定性比较强，而且也比较可靠，无论是过程自动控制，还是自动报警，都满足预期的设计要求和标准。运行了该设备之后，无论是车边的有机物浓度，还是周边的有机物浓度，都有所下降，这有利于提高环境质量。

（三）运行效果分析

通过大约长达一年时间的运行记录结果来看，该厂每天使用的容积总量达到了5吨，通过使用溶剂回收装置，处理之后发现，能够回收的容器总量已经高达4吨。

1.投资情况

在该印刷机中，活性炭纤维有机废气吸附回收装置属于三箱类型，同时还包括一套有机溶剂精制设备。就整套回收系统设计而言，能够使用大约10年时间，总投资额度超过了300万元人民币，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达到了5t，除此之外，还有部分乙二醇乙醚以及乙酸乙酯。假设回收率是80%，每年运行的总天数是300，乙醇每天回收量和单价分别为4t和4200元／t，以此来计算年回收收益，即5t×80%X 300天X 4200元=504万元，对应的年度回收净效益大概就是504万元一149万元=355万元。进行换算以后，每回收lt乙醇所需的成本大概是1242元人民币。如果在实践过程中使用活性炭纤维吸附装置，那么，该印刷厂年度得到的经济效益将会超过330万元。

四、结语

综上所述，活性碳纤维有机废气回收技术当前已经成为废气回收的重要方式，对气体清洁具有重要作用。通过多种有机废气回收方式的对比发现，活性碳纤维有机废气回收技术在材料获得、操作方式以及成本和回收率方面都具有一定的优势。因此需要结合当前的活性碳纤维有机废气回收技术加强对技术的优化，提升系统的废气处理效率和质量，促进相关行业的可持续发展。