1. 项目概况

，为了降低二氯甲烷等有机废气排放浓度并降低环境污染负荷，委托海普对这一问题提供解决方案。
为此我公司根据业主有机废气排放的实际情况，综合比较各种 处理技术的可行性、投资和运行的经济性、装置操作的便利性和安 全可靠性等因素，决定利用特制的纳米吸附材料对废气中的高浓度的VOC 进行冷凝吸附并回收处理。

2. 吸附原理

吸附是利用吸附剂对液体或气体中某种或某类组分选择性吸附的能力，使其富集到吸附剂表面的过程；脱附是吸附的逆过程，即在一定条件下使已被吸附的组分从吸附剂中解吸出来，从而吸附剂得以再生（重新用于吸附）的过程。
固定床中吸附塔是分时段工作的，不同时段进料和工况均不相同， 进原料时利用吸附作用对某组分进行富集分离，进再生剂时将富集组分从吸附剂中解析出来并使吸附剂再生。
吸附技术的关键是吸附剂材料本身，针对不同被吸附对象，采用不同孔结构、表面性质的吸附剂，实现高效吸附处理和脱附再生，确保吸附材料工程化应用的可靠性和稳定性。

 

3. 发展历程

多年废气治理历程，几十套工程经验，设备性能得到了客户的高度认可，在随着市场要求越来越规范化，为满足客户需求，我司为了提升设备安全性、高效性、网络性，陆续开发了四代工程设备产品。
第一代产品 风冷工艺工艺特点：工艺稳定 缺点：吸附率稳定＞95%
 
第二代产品 夹套结构
 
工艺特点：占地较小，可满足波动较大风量变化缺点：吸附材料粉碎率高 内部材料腐蚀严重
 
第三代产品 水冷工艺工艺特点：冷却速度快
缺点：吸附材料粉吸附率低，酸性废气材料腐蚀严重
 
 
第四代产品 深冷工艺
 
工艺特点：出口＜浓度 40mg/m3 稳定,网络远程诊断,冷却速度快

 

3. 方案设计条件

3.1 设计依据

 
(1) 《化工工艺设计手册》
 
(2) 《化学化工物性数据手册》
 
(3) 《环保设备设计手册—大气污染控制设备》
 
(4) 《三废处理工程技术手册》（废气卷）
 
(5) 《大气污染治理工程技术导则》（HJ2000-2010   ）
 
(6) 《环境保护产品技术要求工业废气吸附净化装置》（HJ/T 386-2007 ）
 
(7) 《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 （GB 50493-2009）
 
(8) 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2015）
 
(9) 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）
 
(10) 《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）
 
(11) 《通风管道技术规程》（JGJ/T 141-2017）
 
(12) 《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB 50243-2016）
 
(13) 《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》（GB 50601-2010）
 
(14) 《爆炸危险环境电力装置设计规范》 （GB 50058-2014）
 
(15) 《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》
（GB 50257-2014）
 
(16) 《爆炸性气体环境用电气设备 第 15 部分危险场所电气安装（煤矿除外）》（GB 3836.15-2000）
(17) 《电缆线路施工及验收规范》（GB 50168-2006）
 
(18) 《电气安装用导管系统》（GB/T 20041）

 
(19) 《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2007）
 
(20) 《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）2 类
 
(21) 《全国通用通风管道计算表》
 

3.2 设计界面及范围

 
针对本项目现状，客户将废气处理管道以及水电汽公共管线部分接入我公司（乙方）的处理装置界内范围，废气处理后直排。我方提供整个处理系统技术工艺包及配套技术服务（工艺包设计、技术配合、装置调试等），并负责吸附设备的现场安装工程。

3.3 设计参数

 
根据客户提供资料，废气的主要成分为卤代烃（二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇）等。废气主要来源于反应釜后端真空泵的排放尾气。 现基于客户提供数据，并结合以往工程经验， 项目设计参数如下：
废气风量：9000Nm3/h; 废气浓度： ~1000mg/m3;
废气状况：常温常压；温度＜40℃； 废气处理要求：非甲烷总烃＜60mg/m3 注：系统设计按 24 小时连续运行。

 

4. 工艺方案设计

4.1 工艺流程说明

 
本设备采用 PLC 控制全自动运行，无需人工管理，设备现场留置DCS 数据接口，客户可以自行接至 DCS 控制中心。设备主引风机采用变频控制，有效保持管道微正压，减少能源消耗。
VOCs 废气经过管道收集并由客户预冷凝后，由汇总管道排入吸附系统，出口温度保持在 25-30℃，送入装有纳米吸附剂的吸附塔，将废气中的 VOCs 吸附富集。
吸附饱和后，采用蒸汽对吸附剂进行脱附再生，脱附后的有机蒸汽经过冷凝分离后，有机溶剂和废水进行单独收集。经过蒸汽高温脱附后的吸附塔再用冷风或水吹扫降温，以备于重新吸附使用，不凝气体排入吸附系统前端重新进行吸附。吸附罐冷却采用压缩空气或风机吹扫，不凝气体排入吸附系统前端重新进行吸附。
方案流程图如下：
 
 

 

 

 

4.2 吸附流程说明

 
本吸附装置采用 3 台吸附塔并联错开吸附，并公用一套脱附冷
 
凝系统错开脱附再生，运行时 2 台并联用于吸附一台轮换用于脱附； 脱附好的新塔重新用于吸附运行，脱附前通过管路阀门切换实现吸 附塔不同的运行状态。图解过程见图 4-2，图中各吸附塔在不同的运行时段按箭头顺序轮换角色。
 
 

 

4.3 工艺技术优势

 
我公司研发的新型高分子纳米吸附剂，相比于市场上广泛使用的活性碳（纤维）等传统吸附剂具有以下优点：
(1) 孔结构可控，可根据 VOCs 和被处理气体的特性对材料的

 
孔结构进行调控；
 
(2) 具有良好的物理化学稳定性，耐酸、碱和有机溶剂、具有较高的热稳定性和机械强度，耐磨损；
(3) 表面呈现高疏水性，湿度对 VOCs 的吸附性能没有影响；
 
(4) 容易再生且吸附性能稳定；不需更换即无危险废物产生；
 
(5) 表面无催化作用，可用于吸附氯代烃类等易分解的有机气体（炭质等吸附材料由于表面含有金属等杂元素，具有一定的催化作用，吸附氯代烃后发生化学反应生成 HCL,腐蚀设备和管阀），酮类、醚类和酯类等化学性质活泼的物质（炭质材料吸附时会发生化学反应导致床层着火，存在安全隐患）；
同时对设备性能优化和吸附性能开发，我们最新一代吸附回用设备采用以下三大技术保障：

特有无压安全环境

 
为了安全使用设备，保障设备安全运行，设备在解析过程 中会使用 0.2-0.3MPa 的饱和蒸汽，在使用过程中如果没有安全保障技术，将会存在很大安全隐患。我们在研发优化的过程中， 针对中、高压蒸汽使用环境，开发了蒸汽微流喷射和无压保持 技术，来保障蒸汽的安全使用，保持吸附罐内超低压运行，拒 绝高压冲击和蒸汽泄露危险隐患。

黄金分割吸附技术

为了最大化发挥吸附剂的使用效果，我们在不断的试验模拟和工程验证过程中，开发了黄金分割吸附技术，通过不同层