油氣回收活性炭利用其優(yōu)秀的吸附性能,能夠有限吸附回收油氣,是非常有效果的油氣回收技術(shù),一般使用的是壓塊破碎活性炭,在原材料中加入添加劑,經(jīng)過(guò)炭化、活化加工而成。
活性炭再生方法
1.高溫再生法
改變吸附平衡,達(dá)到脫附和分解目的。應(yīng)用最廣的方式是加水蒸氣、惰性氣體、燃燒氣體、C02,加熱至700/1000℃。
(1)脫水干燥,首先將活性炭和輸送液相分離,然后將活性炭加熱至100~150℃,把活性炭細(xì)孔中的水分(含水率將近40%~50%)蒸發(fā)出來(lái),同時(shí)使部分低沸點(diǎn)的有機(jī)質(zhì)也揮發(fā)出來(lái),另一部分被炭化,留在活性炭的細(xì)孔中。干燥所需熱量約為再生總能耗的50%,所用容積占總再生裝置的30%~40%。
(2)炭化加熱至300~700~使低沸點(diǎn)的有機(jī)物全部揮發(fā)出來(lái)。
高沸點(diǎn)的有機(jī)物出現(xiàn)熱分解,一部分成為低沸點(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)脫附,另一部分被炭化后留在活性炭的細(xì)孔中。升溫速度和炭化溫度隨吸附劑類型而定。
(3)活化繼續(xù)加熱至700~1000~并向活性炭細(xì)孔中通入活化氣體(如水蒸氣、二氧化碳及氧氣等),將殘留在微孔中的碳,化物分解為一氧化碳、二氧化碳和氫等活化氣體逸出,達(dá)到重新造孔的目的。
(4)冷卻,把活化后的活性炭用水急劇冷卻,防止氧化。
2.化學(xué)氧化再生法
氧氣、空氣、Os、氯水、溴水、高錳酸鉀等氧化劑,電解氧化(在陽(yáng)極),酸堿浸洗等。
用法主要指濕式氧化法,主要用于粉狀活性炭的再生。其工藝流程是:將飽和失效的粉狀活性炭用高壓泵送入換熱器,再經(jīng)水蒸氣加熱器送人再生反應(yīng)器。在220℃、5.3MP。的高溫、高壓條件下,活性炭吸附的有機(jī)物與送入塔內(nèi)的空氣中的氧發(fā)生氧化分解反應(yīng),使活性炭得到再生。再生后的炭經(jīng)換熱器冷卻后,送入再生儲(chǔ)槽待用。
濕式氧化法具有適用范圍廣(包括對(duì)污染種類和濃度的適應(yīng)性)、處理效率高、二次污染低、氧化速率快、裝置小、可回收能量和有用物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
3.藥劑再生法
(萃取法)用苯、甲醇、異丙醇、±代烷等有機(jī)溶劑清洗。利用化學(xué)藥劑與吸附質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)使吸附質(zhì)解吸的再生方法。藥劑再生又分無(wú)機(jī)藥劑再生和有機(jī)溶劑再生兩種方法。無(wú)機(jī)藥劑再生以H2S04、HCl或NaOH等為再生劑,使吸附在活性炭上的污染物轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)而得到解吸。有機(jī)溶劑再生法是用苯或甲醇等有機(jī)溶劑將吸附在活性炭上的有機(jī)物在溶劑的萃取作用下得以解吸。
藥劑再生可直接在吸附塔中進(jìn)行,設(shè)備及操作管理簡(jiǎn)單,且有利于回收有用物質(zhì)。但再生不完全,隨再生次數(shù)的增加,活性炭的吸附性能會(huì)明顯降低,需要補(bǔ)充新炭,廢棄部分飽和炭。
4.生物再生法
好氣菌、厭氣菌、將炭上吸附有機(jī)物氧化分解成CO2和H2O,使炭再生。
5.電熱再生法
直接電流加熱;微波再生900~4000MHz,高頻脈沖放電再生。
油氣回收活性炭的選擇及優(yōu)點(diǎn)
活性炭具有發(fā)的孔隙結(jié)構(gòu),巨大的比表面積,是一種疏水性吸附材料,對(duì)于油氣回收來(lái)說(shuō)非常適合,利用的活性炭物理吸附,這種吸附力主要是由范德華力引起的,活性炭的吸附性能與其孔徑的大小、分布、孔的容量、比表面積有關(guān),碳?xì)浞肿又睆脚c活性炭的孔徑尺寸愈接近,吸附能力愈強(qiáng)。油氣回收一般選用中孔發(fā)達(dá)的活性炭,這個(gè)活性炭不僅基友強(qiáng)烈的吸附能力,還有很好的脫附能力,實(shí)現(xiàn)油氣的回收,另外還需具有耐磨性,這就要求活性炭的強(qiáng)度要高。
油氣回收活性炭的應(yīng)用
油氣回收活性炭廣泛用于加油站、油庫(kù)和汽車上,汽車上使用的填裝了活性炭的碳罐,能有效的對(duì)汽油蒸氣進(jìn)行吸附,防止汽油揮發(fā)造成的浪費(fèi)和污染環(huán)境?;钚蕴抗薜奈皆硎牵浩嚢l(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí),由化油器、汽缸等處揮發(fā)出的汽油蒸氣被碳罐中的活性炭吸附,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)又可被吸人的空氣脫附并一同進(jìn)入汽缸燃燒,從而達(dá)到防止汽油蒸發(fā)的目的。
油氣回收活性炭的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
活性炭常用的指標(biāo)是碘值、亞甲藍(lán)吸附值等,不過(guò)這些是無(wú)法衡量活性炭的油氣回收能力的,所以油氣回收的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)是丁烷有效吸附工作容量(BWC),經(jīng)過(guò)試驗(yàn)標(biāo)明油氣回收活性炭理想的孔徑是微孔的上限和中控的下線,所以如何提高活性炭的中空數(shù)量是油氣回收吸附率的關(guān)鍵。
活性炭對(duì)丁烷的吸附受活性炭比表面積和孔容,特別是中孔孔容的影響,提高活性炭的微孔比表面積和中孔孔容是改進(jìn)其丁烷吸附性能的關(guān)鍵因素,丁烷吸附過(guò)程具有微孔填充和毛細(xì)凝聚雙重特征:在吸附前期,吸附過(guò)程是與比表面有關(guān)的微孔填充吸附,而在吸附后期是受孔容控制的毛細(xì)凝聚過(guò)程。
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