CN105080287A - 苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法，主要解决现有技术中在低温环境下不易脱附的问题。本发明通过采用一种苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法，在苯蒸气回收装置中的活性炭罐吸附饱和后，活性炭床层在真空条件下进行再生，当活性炭罐内压力下降到5.0kPa后，吹扫空气在换热器中与蒸汽换热至40-60℃后进入活性炭罐中的活性炭床层，发生置换，使更多苯分子从活性炭床层中解吸出来，通过真空泵和压缩机进入后续处理过程的技术方案较好地解决了上述问题，可用于苯蒸气回收装置中活性炭罐的脱附中。

Description

苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法

技术领域

本发明涉及一种苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法。

背景技术

苯是一种重要的石油化工基本原料，但毒性较高，是一种致癌物质。在炼化企业中，苯物料在装卸等储运过程中会产生大量的蒸发损耗，蒸气中苯含量可达上百克每立方米，如果蒸发产生的蒸气直接排放到大气中，会产生严重的环境污染和人体健康风险。

GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》规定，苯的排放极限值为12mg/m³。为此建设了众多的苯蒸气回收装置，其原理包括吸附法、吸收法、膜法、冷凝法或其技术的组合。其中吸附法是较为常用的技术手段，其原理为有机蒸气被活性炭罐吸附，当达到饱和时通过真空泵进行解吸，解吸出的高浓气体转往吸收塔等下一步措施进行处理。但由于苯的熔点仅为5.5℃，冬季北方地区室外环境较低时，可能在吸附法所使用的活性炭罐中产生结晶等现象，同时由于脱附过程本身属于吸热过程，低温更不利于解吸过程，造成脱附，影响装置运行效率。

在活性炭罐的脱附工艺改进方面，李小利在CN102772981B《用活性炭吸附床回收挥发性有机化合物的方法》中使用使用水蒸汽为脱附剂将活性炭中的有机溶剂脱附出来，缺点也是产生大量废水，二次污染需要治理，同时水蒸气会破坏活性炭结构，造成活性炭寿命短。

曹建忠在CN102029148B《有机废气活性炭吸附的干法脱附装置》中所使用的方法是通过设计用于流经脱附蒸汽的蒸汽管，蒸汽管设置在废气管内，活性炭填充在废气管内、蒸汽管外的方式，使得脱附时候水蒸气避免与活性炭直接接触。但是由于活性炭是热的不良导体，负压环境下仅靠热传导升温极慢，且其所使用的115-125℃之间的蒸汽温度，远会使得直接接触高温部分的活性炭加速破损老化。同时脱附结束后，罐内仍有高温蒸汽，不利于快速转入吸附过程。

朱军利在CN102210962B《从废气中回收有机溶剂的吸附净化单元及吸附回收装置》中采用电加热对活性炭床层进行脱附，但是为此需要配套在管壁上设置弹性压紧、在罐下设置振动装置以应对电加热引起的活性炭床层松动问题，设备构造复杂、投资大，不利于维护。

张平在中国专利申请号200710107128.8《以氮气为脱附介质的活性碳纤维有机溶剂回收新工艺》中公开了以热氮气进行脱附的做法，但是一方面氮气成本较高，同时氮气温度高达90-400℃，会加速活性炭床层炭颗粒的破裂粉化速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中在低温环境下不易脱附的问题，提供一种新的苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法。该方法用于苯蒸气回收装置中活性炭罐的脱附中，具有在低温环境下易脱附的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法，在苯蒸气回收装置中的活性炭罐吸附饱和后，活性炭床层在真空条件下进行再生，当活性炭罐内压力下降到5.0kPa以下后，吹扫空气在换热器中与蒸汽换热至40-60℃后进入活性炭罐中的活性炭床层，发生置换，使更多苯分子从活性炭床层中解吸出来，通过真空泵和压缩机进入后续处理过程。

上述技术方案中，优选地，再生结束后，关闭真空泵和空气吹扫入口管线阀门，同时打开活性炭罐后的排空电动阀，利用罐内的负压状态吸入室温状态下的外界空气并使其恢复至常压，降低活性炭床层温度，为下一阶段吸附做准备。

上述技术方案中，优选地，在换热器中空气吹扫入口管线与蒸汽管线通过伴热方式进行热交换。

上述技术方案中，优选地，引入空气至活性炭床层进行置换的过程为多次切换空气吹扫入口阀门开闭，每次进气入口打开吹扫时间为1～1.5min，关闭吹扫入口阀门时间为1～1.5min。

本发明取用炼化企业常见的蒸汽作为热源加热进入活性炭罐内的吹扫空气，并采用多次少量进气置换吹扫活性炭床层，解除苯结晶的影响，提高苯在活性炭床层上的解吸脱附效率，缩短真空脱附所需的时间。同时采用少量多次的吹扫进气，降低了罐脱附期间的平均真空度，提高了活性炭罐的脱附效率，减少了真空泵开机所需的时间，提升了装置的循环处理能力，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明所述方法的流程示意图。

图1中，1为换热器；2为吹扫电磁阀；3为温度指示器；4为活性炭罐；5为真空泵；6为压力指示器；7为排空电动阀；8为空气；9为含苯蒸气；10为吸附处理后的含苯蒸气出口；11为蒸汽。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

以设计处理能力300Nm³/h的苯蒸气回收装置为例，其吸附罐为直径1.6米的耐压罐，内装2吨活性炭。

(1)活性炭罐4罐顶的空气吹扫入口管线与蒸汽伴热管线通过换热器1进行换热，吹扫入口空气温度由活性炭罐4内上部空间的温度指示器3可以读出，通过控制换热器传热速率将吹扫空气温度控制在55℃。

(2)当活性炭罐4吸附饱和后，其活性炭床层通过真空泵5提供的真空进行再生，当罐内压力下降到5.0kPa以下时，打开活性炭罐顶空气入口的吹扫电磁阀2，引入经过升温的干净空气进入活性炭床层，熔解掉可能结晶的苯，并在活性炭颗粒上发生置换，使更多苯分子从活性炭床层中解吸出来，并通过真空泵5进入下一阶段处理过程。

(3)吹扫电磁阀2打开1min后，关闭吹扫电磁阀2，使得罐内真空度进一步下降，并维持1min后再打开吹扫电磁阀2。如此重复3次。

(4)关闭真空泵5，关闭空气吹扫入口管线阀门2，同时微开活性炭罐后的排空电动阀7，利用罐内的负压状态吸入低温状态下的外界空气并使其恢复至常压，降低活性炭床层温度，为下一阶段吸附做准备。

对比试验表明：引入升温空气后，活性炭罐脱附的所需时间从15分钟减少到9分钟，同时活性炭罐脱附彻底，对苯的吸附容量上升约10％。

【实施例2】

按照实施例1所述的条件和步骤，只是通过控制换热器传热速率将吹扫空气温度控制在40℃，吹扫电磁阀2打开1.5min后，关闭吹扫电磁阀2，使得罐内真空度进一步下降，并维持1.5min后再打开吹扫电磁阀2。

对比试验表明：引入升温空气后，活性炭罐脱附的所需时间从15分钟减少到12分钟，同时活性炭罐脱附彻底，对苯的吸附容量上升约5％。

【实施例3】

按照实施例所述的条件和步骤，只是通过控制换热器传热速率将吹扫空气温度控制在60℃，吹扫电磁阀2打开1min后，关闭吹扫电磁阀2，使得罐内真空度进一步下降，并维持1.5min后再打开吹扫电磁阀2。

对比试验表明：引入升温空气后，活性炭罐脱附的所需时间从15分钟减少到10.5分钟，同时活性炭罐脱附彻底，对苯的吸附容量上升约12％。

显然，通过引入升温后的空气进行吹扫，提高了活性炭罐中床层在解吸脱附时的温度，可熔化低温状态下的苯结晶，加快苯分子的脱附速度，同时采用少量多次的吹扫进气，降低了罐脱附期间的平均真空度，提高了活性炭罐的脱附效率，减少了真空泵开机所需的时间，提升了装置的循环处理能力。

Claims (4)

1.一种苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法，在苯蒸气回收装置中的活性炭罐吸附饱和后，活性炭床层在真空条件下进行再生，当活性炭罐内压力下降到5.0kPa以下后，吹扫空气在换热器中与蒸汽换热至40-60℃后进入活性炭罐中的活性炭床层，发生置换，使更多苯分子从活性炭床层中解吸出来，通过真空泵和压缩机进入后续处理过程。

2.根据权利要求1所述苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法，其特征在于再生结束后，关闭真空泵和空气吹扫入口管线阀门，同时打开活性炭罐后的排空电动阀，利用罐内的负压状态吸入室温状态下的外界空气并使其恢复至常压，降低活性炭床层温度，为下一阶段吸附做准备。

3.根据权利要求1所述苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法，其特征在于在换热器中空气吹扫入口管线与蒸汽管线通过伴热方式进行热交换。

4.根据权利要求1所述苯蒸气回收装置中活性炭罐的活性炭脱附方法，其特征在于引入空气至活性炭床层进行置换的过程为多次切换空气吹扫入口阀门开闭，每次进气入口打开吹扫时间为1～1.5min，关闭吹扫入口阀门时间为1～1.5min。