在醫(yī)化行業(yè)廢氣治理領(lǐng)域,活性炭及活性炭纖維是廣泛應(yīng)用的吸附劑。但事實(shí)上,活性炭作為常用的吸附劑,在某些特定場(chǎng)合下,其更換頻率高、運(yùn)行成本大。當(dāng)廢氣濃度較大時(shí),活性炭的吸附熱效應(yīng)明顯,導(dǎo)致吸附床層溫度急劇上升,同時(shí)其吸濕性也會(huì)直接影響其吸附能力,甚至可能引發(fā)安全隱患。因此,在這些情境下,高分子大孔吸附樹(shù)脂可能是一個(gè)更合適的選擇。它具有大比表面積、大孔容和可調(diào)控的孔道結(jié)構(gòu),從而展現(xiàn)出不錯(cuò)的環(huán)境適應(yīng)性和性能穩(wěn)定性。此外,其再生效率更高,整體運(yùn)行成本更低,使得高分子樹(shù)脂成為一種較佳的吸附材料。
接下來(lái),江蘇標(biāo)兵簡(jiǎn)要介紹這種新型的樹(shù)脂吸脫附工藝。在深入了解樹(shù)脂吸附之前,我們首先來(lái)探討一下吸附作用的基本概念,它主要包括物理吸附和化學(xué)吸附兩種類(lèi)型。
固體表面的分子或原子,由于其表面未被完全包圍,而具有吸引其他分子的剩余作用力,這就是吸附作用產(chǎn)生的原理。吸附能力與吸附速度是吸附過(guò)程中的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí),單位質(zhì)量的吸附劑所能吸附的吸附質(zhì)量,被稱(chēng)為吸附容量;而單位時(shí)間內(nèi)吸附劑所吸附的吸附質(zhì)量,則被稱(chēng)為吸附速率。值得注意的是,大孔樹(shù)脂的分離純化作用正是基于其物理吸附和分子篩雙重功能實(shí)現(xiàn)的。其設(shè)計(jì)理念源于兩個(gè)核心性質(zhì):一是其強(qiáng)大的吸附性,這主要?dú)w功于范德華力和氫鍵的作用;二是其獨(dú)特的篩選性,這由其多孔性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所決定。
1.吸附樹(shù)脂概述
吸附樹(shù)脂,一種具有獨(dú)特性質(zhì)的物質(zhì),廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。其吸附能力源于固體表面分子或原子的剩余作用力,使得吸附樹(shù)脂能夠吸引并固定其他分子。這種吸附作用不僅受到范德華力和氫鍵等物理力的影響,還與樹(shù)脂的孔徑大小、形狀以及分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。此外,吸附樹(shù)脂的篩選性也至關(guān)重要,它決定了哪些分子能夠被吸附,哪些則不能,從而確保了吸附過(guò)程的準(zhǔn)確性和效率性。正是基于這些性質(zhì),吸附樹(shù)脂在工業(yè)、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
大孔樹(shù)脂,也被稱(chēng)為全多孔樹(shù)脂,是通過(guò)聚合單體與交聯(lián)劑、致孔劑、分散劑等添加劑的聚合反應(yīng)制備而成的。在聚合物形成后,致孔劑被移除,從而在樹(shù)脂內(nèi)部留下了大小不一、形態(tài)各異且相互連通的孔洞。這使得大孔樹(shù)脂在干燥狀態(tài)下具有高孔隙率,且孔徑范圍在100至1000納米之間,因此得名大孔吸附樹(shù)脂。吸附樹(shù)脂是一類(lèi)具有多孔立體結(jié)構(gòu)的高分子聚合物,其性能因單體的變化和單體上官能團(tuán)的不同而有所差異。這類(lèi)樹(shù)脂以吸附為主要特征,是近年來(lái)高分子領(lǐng)域新發(fā)展的多孔性樹(shù)脂。通過(guò)懸浮共聚法,以苯乙烯和二乙烯苯等單體為基礎(chǔ),可以制得這類(lèi)樹(shù)脂。其獨(dú)特的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)和高的比表面積,使得它能夠根據(jù)孔道大小、分子間作用力或氫鍵作用來(lái)選擇性吸附有機(jī)分子。因此,大孔樹(shù)脂廣泛應(yīng)用于高、中、低濃度揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的吸附回收,確保達(dá)標(biāo)排放。
2.大孔吸附樹(shù)脂的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
大孔吸附樹(shù)脂作為一種高分子聚合物,具有諸多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其高孔隙率和大孔徑特性,使得它能夠吸附并回收高、中、低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs),確保這些有害物質(zhì)能夠達(dá)標(biāo)排放。此外,其網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積,也賦予了它較強(qiáng)的選擇性吸附能力,能夠根據(jù)不同的分子間作用力或氫鍵作用來(lái)準(zhǔn)確吸附有機(jī)分子。這些優(yōu)勢(shì)使得大孔吸附樹(shù)脂在工業(yè)污染治理、環(huán)保等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
?、傥镔|(zhì)特性:
1)高分子樹(shù)脂性能穩(wěn)定,在吸附過(guò)程中損耗較小,具有較長(zhǎng)的使用壽命。
2)其表面具有一定程度的疏水性,使得濕度對(duì)VOCs的吸附效果影響甚微,提高了吸附效率。
3)高分子樹(shù)脂不具有催化作用,因此適用于吸附氯代烴類(lèi)化合物等化學(xué)性質(zhì)活潑的物質(zhì),如烴類(lèi)、酮類(lèi)和酯類(lèi)等。
4)其孔道結(jié)構(gòu)可根據(jù)被處理廢氣中的VOCs特性進(jìn)行靈活調(diào)控,以實(shí)現(xiàn)較佳的吸附效果。
此外,高分子樹(shù)脂還展現(xiàn)出優(yōu)良的物理和化學(xué)穩(wěn)定性,能夠耐酸、堿和有機(jī)溶劑的侵蝕,同時(shí)具備高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。
?、谶\(yùn)行過(guò)程:
1)與活性炭及活性炭纖維回收工藝相比,高分子樹(shù)脂的運(yùn)行成本顯著降低。
2)其填料采用無(wú)規(guī)則的球形顆粒,這種設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中遇到的阻力相對(duì)較小。
此外,高分子樹(shù)脂還具有較大的操作彈性,能夠輕松應(yīng)對(duì)廢氣風(fēng)量及濃度的較大波動(dòng)。
3.樹(shù)脂吸附脫附工藝流程
與活性炭纖維吸附回收工藝相似,樹(shù)脂吸附脫附工藝同樣涵蓋了廢氣預(yù)處理、吸附、脫附及分離等多個(gè)系統(tǒng)。
?、兕A(yù)處理系統(tǒng):
預(yù)處理系統(tǒng):
針對(duì)客戶(hù)提供的廢氣參數(shù),我們會(huì)綜合考慮其中含有的水分、塵埃、酸堿氣體等成分,進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理措施,如除濕、除塵以及堿/酸/水噴淋等,旨在減輕對(duì)后續(xù)管道和設(shè)備的不利影響。
?、谖较到y(tǒng):
吸附系統(tǒng)通常采用兩柱串聯(lián)、一柱再生的設(shè)計(jì),共計(jì)配備三臺(tái)吸附柱。在系統(tǒng)啟動(dòng)初期,首先啟用A柱進(jìn)行吸附,隨著運(yùn)行時(shí)間的推移,再啟用B柱。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,啟動(dòng)A柱的再生過(guò)程并同時(shí)啟用C柱進(jìn)行吸附,如此循環(huán)切換,再生的時(shí)間間隔會(huì)根據(jù)廢氣排放的峰值進(jìn)行調(diào)整。
?、勖摳较到y(tǒng):
在吸附系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,隨著A柱和B柱的交替使用,會(huì)逐漸積累吸附飽和的雜質(zhì)。為了確保系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行,需要定期啟動(dòng)脫附系統(tǒng)來(lái)清除這些雜質(zhì)。脫附系統(tǒng)通過(guò)加熱或降低壓力等方式,使吸附在柱上的雜質(zhì)得以釋放,從而恢復(fù)吸附柱的性能。
脫附系統(tǒng)的工作流程包括再生、吹掃和冷卻三個(gè)階段。在樹(shù)脂吸附飽和后,會(huì)啟動(dòng)再生過(guò)程,將有機(jī)物從樹(shù)脂孔道中帶出,并經(jīng)過(guò)兩級(jí)冷凝器進(jìn)行冷凝,隨后進(jìn)入分離器進(jìn)行進(jìn)一步處理。再生完成后,可能會(huì)在樹(shù)脂柱的死角處殘留高濃度低沸點(diǎn)物質(zhì),此時(shí)需進(jìn)行吹掃操作,以防止?jié)撛诘陌踩[患。最后,為了確保樹(shù)脂的性能穩(wěn)定,會(huì)進(jìn)行快速降溫操作,即冷卻過(guò)程,通過(guò)使用降溫介質(zhì)對(duì)樹(shù)脂床層進(jìn)行降溫處理。
④分離系統(tǒng):
經(jīng)過(guò)冷凝器處理的有機(jī)物進(jìn)入分離系統(tǒng),被有效地分離成油相和水相,以便于回收利用或進(jìn)一步的處理。
在醫(yī)化行業(yè)的廢氣治理中,我們通常建議將含氯廢氣與不含氯廢氣分別收集并處理。含氯廢氣經(jīng)過(guò)樹(shù)脂吸附蒸汽脫附系統(tǒng)處理后,可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),或者與不含氯廢氣一同送入RTO焚燒系統(tǒng)進(jìn)行處理。這種處理方式不僅減輕了RTO的運(yùn)行負(fù)擔(dān),還降低了RTO系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備、閥門(mén)、儀表及管道的腐蝕風(fēng)險(xiǎn),從而延長(zhǎng)了RTO的使用壽命。
以上就是關(guān)于樹(shù)脂吸脫附工藝的簡(jiǎn)要介紹,如有需要,期待您的來(lái)電咨詢(xún)。
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