吸附法在溶剂回收里扮演的是"把关"的角色:当排气浓度偏低、气量又大,单靠冷凝很难把溶剂收到有意义的程度时,用吸附剂把溶剂富集起来,再通过脱附把它转成高浓度的气流送去冷凝回收,整体效率就上来了。这条路线在低浓度大风量工况下很常见。
吸附法的优势在低浓度段。排气浓度高的时候,先用冷凝把大部分溶剂拿下来更划算;浓度降到冷凝不再经济的那一段,再交给吸附富集,两部分配合使用才合理。
另外,吸附剂对进气条件比较敏感:温度高、湿度大都会明显影响吸附容量。所以吸附段前面通常要有降温和除湿,这一步做得好不好,直接决定吸附段能不能稳定工作。
活性炭是最常用的吸附剂,吸附容量较大、价格相对低,对多数有机溶剂都有吸附能力。它的短板是耐温性和抗湿性一般,脱附再生需要在较低温度下进行,废气湿度高时容量下降明显。
沸石转轮用疏水性的分子筛做吸附剂,抗湿性明显更好,适合高湿废气;通过转轮连续旋转实现吸附与脱附分区进行,占地小、适合大风量。它的短板是对某些大分子组分的吸附能力不如活性炭,而且对进气前处理的要求更严,粉尘和油雾必须在前面拦住。
两者并不是互相替代的关系,很多装置是两个一起用:转轮做富集,后段再用冷凝回收。选哪一种要看废气组分、湿度、粉尘含量和排放要求。
选型要先把工况摆清楚,再谈吸附剂。
| 选型条件 | 活性炭 | 沸石转轮 |
|---|---|---|
| 适用浓度 | 中低浓度均可 | 偏低浓度、大风量更合适 |
| 废气湿度 | 湿度高时容量下降明显 | 抗湿性较好,适合高湿废气 |
| 进气温度 | 需降到较低温度 | 耐温性相对更好,仍建议预冷 |
| 粉尘适应 | 需前置除尘 | 要求更严,必须前置除尘除油雾 |
| 占地 | 吸附床占地较大 | 转轮结构紧凑,占地较小 |
| 前处理要求 | 中等 | 较高 |
脱附出来的气流浓度高、气量小,正好交给冷凝段处理,这也是吸附加冷凝组合的由来。脱附温度、脱附气量与冷凝温位要匹配,否则脱附出来的气流进冷凝段也会收不回来。
再生方式主要分热再生和蒸汽再生两类。热再生用热气流把吸附的溶剂带出来,适合对回收液含水要求不严的场合;蒸汽再生用蒸汽脱附,脱附较彻底,但后续要对冷凝液做油水分离。
不一定,要看浓度水平、气量与排放要求。浓度低到冷凝不再经济时,用吸附把溶剂富集起来再冷凝,整体效率会明显提高,这是吸附法的主要用武之地。
看废气湿度、粉尘含量和组分。湿度高、粉尘少的场合沸石转轮更稳;组分分子量较大、湿度不高的场合活性炭更有优势。很多装置两者组合使用。
脱附气流浓度高、气量小,通常接冷凝段回收溶剂。脱附温度、气量与冷凝温位需要匹配,否则脱附出来的组分在冷凝段也收不回来。
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