[实用新型]活性炭吸附及微波解吸回收废气中的乙醇的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种活性炭吸附废气中的乙醇，并微波解吸活性炭回收废气中乙醇的装置，特别是用于解吸吸附水松纸生产等行业废气含中高浓度乙醇的装置，属于有机废气污染治理技术领域。 

背景技术

水松纸的生产工艺中主要的有机溶剂是乙醇，及少量的甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁脂等溶剂。据估计，全国各大水松纸生产厂家每年使用乙醇等作溶剂消耗量上万吨，废气直接排放到大气中不仅造成大气污染，而且是一种资源浪费。生产中有机物的回收利用可以减少污染，还能节约成本，提高企业的经济效益。目前，多数企业都对产生的废气进行治理，主要有两种方法：消除法和回收法。回收法主要有冷凝法、吸收法、变压吸附、吸附法与膜分离技术，其中利用活性炭吸附的方法应用最广，例如活性炭纤维（ACF）、活性炭颗粒（ACG）及活性炭粉末（ACP），活性炭吸附技术工业化程度最高。活性炭以其较高的吸附率而备受青睐，而活性炭的解吸再生对于有机物的处理回收处理是极其重要和关键的一步。 

活性炭是一种内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的微晶质碳素材料，应用于化工、石油、医药、食品、污染治理等行业。利用活性炭吸附印染废气中的有机污染物可以得到较好的处理效果，但是活性炭成本相对较高，经济、快捷、方便的再生方法可以降低活性炭的应用成本，提高活性炭在污染治理中的应用。活性炭的再生方法主要有：加热再生、减压再生、药剂再生、生物再生等。加热再生法是各种再生方法中应用、研究最多也是最成熟的一种方法，加热再生是利用物质的吸附量是随温度的升高而减小的原理，通过升高温度使吸附质从吸附剂上解吸，从而实现吸附剂的再生。传统变温解吸可通过间接加热吸附剂或直接与热气体接触来实现。对活性炭，常利用水蒸气加热解吸，由于活性炭热传导系数较低，要使整个固定床加热到吸附质被解吸的温度，需加热的时间很长。蒸汽加热解吸是一个变温过程，变温解吸的缺点之一是能量消耗大，再生不仅需要将吸附质提升到解吸所需温度，而且为使吸附剂进一步活化，还需将温度进一步升到吸附剂的活化温度，且经多次加热冷却后，烧损严重。如果利用过热蒸汽再生，固定床在重新吸附前还要再干燥。如果解吸的有机物含水，还须设置水和有机物的分离设备。 

近些年来，微波辐射产生的热效应引起了人们的关注。极性分子经微波辐照后通过分子偶极的每秒数十亿次的高速旋转而快速从而产生热。微波辐射技术已经被广泛地应用于家庭，工业及医药业等。微波辐射也被用于环保领域。微波辐射再生活性炭可作为传统再生方法的一种可行性的替代方法。微波辐射再生即通过微波辐射活性炭，经过高温使有机物解吸，同时微波活化活性炭，恢复其吸附性能的方法。微波辐射再生可以看作是通过内加热的方式使活性炭再生。 

与传统的热再生方法相比，微波加热解吸再生有以下优点：微波对反应物起深层加热作用，微波加热温度均匀，解吸速度快，无滞后效应。此外，微波加热能形成与常规加热方向相反的温度梯度。常规加热依赖一个或多个传热机制，传导、对流或辐射，将热能传递给物料。在所有这三种机制中，能量都积聚在物料表面，导致在物料中形成温度梯度，促使热由表面向中心传递，因此温度梯度总是指向物料内部，在表面处温度最高。在微波加热中，微波可与表面的物料相作用，但也穿过表面，与物料的中心部分相作用。在微波辐射穿过物料的过程中，电磁能被转变成遍布于物料各处的热能。由于微波加热速率不受通过表面层的传导的限制，物料可被更快速地加热。即物体的中心温度最高，热由中心向外传递。除了温度梯度的方向相反之外，与常规加热相比，温度梯度较小，因为热在接受辐射的物料的所有部分生成。这种作用减小了物料内部的压力，有助于消除内部压力过大时发生的破裂等问题，减少对活性炭的破坏和损耗。 

专利 CN 202151543 U 公开了一种基于微波和真空集成的解吸装置，该装置内部为真空环境，利用微波对吸收剂进行解吸。富吸收剂投入装置，解吸之后再将吸收剂移出解吸装置。该装置的吸收剂在吸附解吸过程中需要投入和移出。专利 CN 202336278 U公开了一种吸附和微波解析回收生物质气化焦油的装置，该装置有吸附装置、微波发生装置、冷凝装置、氮气提供装置和多种阀门。该装置中，吸附床与金属外壳紧贴布置，未能发挥金属对微波的反射作用，而且缺少吸附和解吸效果的检测判断依据。 

发明内容