活性炭纖維吸附回收裝置在醋酸仲丁酯尾氣上的應用

王功換

摘要活性炭纖維吸附裝置在回收有機廢氣方面已經卓有成效，但在醋酸仲丁酯方面卻由于效果不理想，一直未被接受。本工藝通過合理的設計和參數調整，實現了活性炭纖維吸附裝置首次應用于醋酸仲丁酯尾氣的回收。

關鍵詞活性炭纖維 醋酸仲丁酯 尾氣吸附回收 首例

The application of activated carbon fiber adsorption recycling equipment in sec-butyl acetate exhaust

Gonghuan Wang

（Qingben Environmental Engineering (Hangzhou) Limited company)

AbstractThe application of the activated carbon fiber adsorptionequipment in organic waste gas recovery has been very successful,but for sec-butyl acetate exhaust,its the first time.The process make it reality by reasonable design and parameter adjustment.

Keywordsactivated carbon fiber;sec-butyl acetate; waste gas adsorption and recovery;the first time.

中圖分類號：X324 文獻標識碼：A 文章編號

1、引言

醋酸仲丁酯屬于有機化學品，主要用途是用作溶劑、化學試劑、調制香料。被人體吸收會對眼及上呼吸道粘膜有刺激性，圖1 工藝簡單流程

并可引起皮膚干燥。

某工廠在生產中產生大量醋酸仲丁酯尾氣，如果排入大氣，會造成有機溶劑的損失，更重要的是會對大氣環境造成嚴重污染。為了保護環境，確保相關產業的健康可持續發展，實現廢物資源化，降低生產成本，我們設計了用活性炭纖維吸附裝置進行有機尾氣中醋酸仲丁酯的回收項目，并在生產場地現場實施，吸收效果良好，氣相出口濃度達到了相關國家標準。

2、醋酸仲丁酯回收的方法

本項目采用活性炭纖維變溫吸附、蒸汽常壓脫附、重力分離混合液的方法，回收有機廢氣中的醋酸仲丁酯，其主要工藝流程如圖1所示：

本項目工藝程序可大體概括為預處理、吸附、解吸、冷卻干燥和溶劑回收五個程序：

2.1預處理：由于有機廢氣來氣中夾雜著大量液滴，我們在進行吸附前采用旋風分離的方法，去除氣體中的液體，并降低進氣溫度，以利于活性炭吸附劑更好的吸附廠家排出的有機廢氣。

2.2吸附：吸附是由活性炭吸附器完成的， 吸附器內根據排氣濃度和排氣風量設計一定重量和特定結構布置的活性炭纖維吸附芯，裝置有機廢氣進氣為廠家真空泵排放廢氣，壓力稍大于常壓，通過裝置入口風機帶動，送到吸附器里面，由外而內通過吸附芯，廢氣中的有機物被截留到活性炭纖維孔道中，吸附合格后的氣體直接常壓排空。

2.3脫附（解吸）：吸附完成后用的活性炭纖維需低壓飽和蒸汽進行脫附，低壓蒸汽進入吸附器后，通過吸附芯由內而外反向流動，吸附芯內溫度上漲，最終維持在100℃左右，醋酸仲丁酯隨蒸汽一起被帶出，吹掃出的混合蒸汽形成兩部分，一部分變成冷凝液從吸附器底部流走，經深冷卻器冷卻后進入分層槽；另一部分氣相到達冷凝器變成冷凝混合液，同來自吸附器底部的混合液匯合，進入分層槽重力分層。

2.4冷卻干燥：脫附過程結束后，活性炭吸附芯內的溫度在100℃左右且充滿了水汽，由于活性炭纖維吸附的規律是溫度越低吸附率越高，這樣的高溫和濕度極不利于吸附，本工藝設計了冷卻干燥過程以使吸附劑恢復到最佳狀態，為接下來的吸附工作獲得高吸附率。

本工藝采用新鮮空氣作為干燥氣源和降溫冷媒，過濾、加壓后的空氣對吸附劑進行干燥降溫，冷卻溫度可從100℃快速降到20-30℃左右，同時將吸附器內積存的水和蒸汽吹出，以達到吸附器干燥和降溫的目的。

2.5溶劑回收：醋酸仲丁酯不溶于水，可與水分層，易于回收。第（3）步脫附下來的混合物最終全部進入分層槽，溶劑與水在分層槽受重力作用有效分離，可回收的有機溶劑溢流至溶劑儲槽重復利用，分離出來的水進入廠家污水處理系統進行處理。

3、保證醋酸仲丁酯吸附回收工作連續穩定運行的設計

本工藝設計三個吸附器切換運行，其中兩個吸附器（設為吸附器A和B）并列進行吸附程序，另一個吸附器（設為吸附器C）處于活性炭纖維再生狀態；設定時間一到，尾氣、蒸汽等閥門自動切換，吸附器A進入脫附狀態，吸附器B仍處于吸附狀態，而吸附器C則由脫附狀態進入吸附狀態。三個吸附器的工作狀態輪流轉換，保證了廢氣處理的連續穩定性。

4、活性炭纖維裝置吸附回收醋酸仲丁酯中的操作要點

4.1吸附溫度：活性炭纖維從40℃開始，對醋酸仲丁酯的吸附效果就會下降，因此吸附過程中，一般控制溫度25～40℃之間較好。吸附溫度的控制一方面取決于活性炭冷卻干燥過程中的降溫程度，另一方面取決于經特殊設計的外循環管路表冷器的降溫效果，外循環管路設計表冷器，用冷卻水作為降溫介質，保證了吸附過程低溫性。

4.2吸、脫附時間的調整：吸附和脫附的時間具有一定的關聯性，正常情況下，調整合適的吸、脫附時間，有利于醋酸仲丁酯良好的回收?；钚蕴坷w維具有一定的吸附容量，當達到某個時間后，活性炭纖維吸附飽和，此時需進入活性炭再生環節，因此，醋酸仲丁酯在回收過程中，需要根據廠家排氣風量和排氣濃度設定大概的吸、脫附時間，并在實際運行過程中不斷摸索，尋找最佳切換時間點。

4.3控制分離槽溫度：分層槽溫度太高，會加大醋酸仲丁酯在水中的溶解度，不利于兩相的分離，因此設計的冷凝和深冷卻裝置要達到工藝要求，同時冷卻介質的溫度和壓力也要達到工藝規范要求。

5、裝置運行過程中遇到的問題

本工藝可以應用于很多揮發性有機廢氣的回收處理，但在醋酸仲丁酯行業卻是第一例，由于醋酸仲丁酯的物理特性表現出較高的黏度，裝置在運行過程中出現了活性炭纖維中毒情況，后經反復調試，終于找到了裝置最佳操作點，醋酸仲丁酯的回收情況也恢復了正常。

5.1調試程序之一——活性炭纖維解毒

由于醋酸仲丁酯液相黏度較高，給吸附器的脫附工作帶來難度，于是在調試過程中，首先將脫附蒸汽量加大，蒸汽壓力提高，采用過熱蒸汽使脫附時進入吸附器的蒸汽溫度上升，使醋酸仲丁酯從活性炭纖維孔隙里揮發，變成醋酸仲丁酯氣相，以降低其黏度，便于從活性炭纖維中脫附。經過一段時間的調整后，裝置回收量回升很明顯。

5.2調試程序之二——增大回收量

根據以往經驗，脫附時加入飽和蒸汽比加入過熱蒸汽更有利于吸附物脫出，于是試探著將過熱蒸汽中加入減溫水，使過熱蒸汽與水混合混合后基本處于飽和蒸汽狀態，調節后蒸汽壓力0.15Mpag左右，蒸汽溫度125℃左右，吸附器脫附最高溫度由102℃漲到104℃，回收量加大。至此，廠家排放的有機廢氣中醋酸仲丁酯基本全部回收，回收率可達95%。

6、經濟效益分析

通過統計系統穩定運行三個月的數據得知，裝置每天24小時連續運行，每日平均回收醋酸仲丁酯300kg，回收率在95%以上，每日消耗電量約90度，蒸汽消耗約600kg，按醋酸仲丁酯6.7元/kg、電0.80元/度、蒸汽0.2元/kg算，則每回收1kg醋酸仲丁酯的經濟效益為：（300×6.7-90×0.8-600×0.2）÷300=6.06元。經濟效益極佳。

7、結論

目前采用醋酸仲丁酯作為有機溶劑的行業越來越多，醋酸仲丁酯尾氣回收利用的市場逐漸壯大，將活性炭纖維吸附工藝應用于醋酸仲丁酯有機廢氣的回收方面，帶來的經濟效益和社會環境效益將日益突出，市場競爭力和應用前景非?？春?。

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