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活性炭吸附器在有機溶劑回收中的應用

溶劑蒸氣與空氣的分離在吸附器里進行。吸附器有固定床吸附器、移動床吸附器、和流化床吸附器等品種;固定床吸附器又分為立式床吸附器和臥式床吸附器,立式床吸附器又分為立式柱狀吸附器和立式環狀吸附器。固定床吸附器在國內用得比較多,比較普遍,故重點討論之。
吸附器的大小設計確定,設計則要考慮到每天需要回收的溶劑量、生產操作的時間和活性炭的裝量及吸附率等因素。立式吸附器的優點是炭層表面分配比較均勻,一般直徑3-4米,高3-4米,廠房建筑需兩層,炭層厚度1-1.5米,壓力降比較大。臥式吸附器一般直徑是2米左右,長5-10米,大小由確定的裝炭容量而定。炭層厚度0.6-1米,壓力降比較小。由于臥式吸附器比較低,裝炭量比較多,可露天放置,故用的比較多。
吸附器里各部分的作用:支撐板是為了撐起活性炭等重物;銅絲網一般有兩層:一層粗,一層細,粗的確保防護,細的起防漏作用。鋪好銅絲網后,要用自制的三角鉛條壓緊,以防活性炭漏走或被風吹走;鵝卵石相對密度較大,鋪在鋼絲網上除了起壓平以外,脫除時又可避免水蒸氣直沖活性炭層損壞活性炭。鵝卵石熱阻大,萬一活性炭層起火,它還可以起到部分阻止火力蔓延的作用。安全水管的作用是萬一活性炭層起火,打開安全水管噴水,起到降溫和滅火的作用。防爆孔上裝0.5mm厚的鋁薄作防爆膜,一旦活性炭層起火,氣體體積突然膨脹就會沖破防爆膜,起安全防護的作用。
實際生產過程所用的活性炭吸附器如此大,裝炭量如此多(立式吸附器一般3噸,臥式吸附器一般5噸甚至更多),生產過程如何管理?筆者認為:1.一定要做到不使活性炭粉碎或帶進粉塵,粉碎的活性炭和粉塵不但要增加混合氣體通過的阻力,而且在脫除時還要夾帶水分,很難烘干;2.不要造成活性炭層穿孔短路,一旦發生短路就會放走溶劑蒸氣,并且使用很多活性炭還沒有吸附到溶劑蒸氣;3.橫截面這么大,先接觸溶劑蒸氣的先及吸附飽和,飽和的前峰向出口推,不可能平推,總有先抵達的。故設計裝炭容量的時候,不能用活性炭出廠時標明的動吸附率,而要小得多,一般取5%左右。
裝載活性炭的高度要通過活性炭的混合氣體的速度來決定。經研究知道,通過活性炭層的風速以0.2-0.4米/秒為宜,小了會造成熱量積聚,引起火災。大小會造成未吸附完全,溶劑蒸氣跑掉,降低回收率?;旌蠚怏w通過活性炭的速度,除了與活性炭的厚度有關以除,還與吸附器上腔的壓力有關,炭層的厚度固定,內壓力越高通過的風速越大,反之則小。整個系統的時常變化,造成通過活性炭的風速也跟著時常變化,所以確定活性炭層的基本厚度以后,生產過程需經常測量風速,根據需要經常進行調整。
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