معدات امتصاص الكربون المنشط

1. الأشكال الرئيسية للامتصاص والامتصاص

الامتزاز هو عملية قيام المواد الماصة بتجميع أو تكثيف مكون واحد أو أكثر في خليط غازي على السطح لتحقيق الانفصال. تشتمل المواد الماصة المستخدمة بشكل شائع على الكربون النشط الحبيبي، والكربون النشط على شكل قرص العسل، ولباد ألياف الكربون النشط، والزيوليت على شكل قرص العسل، وعجلة الزيوليت، وما إلى ذلك. كفاءة تنقية طريقة الامتصاص أكبر قليلاً من 90%. وفقًا لمعايير الانبعاثات الحالية، فإنه يعالج عمومًا غاز النفايات بتركيز أقل من 800 مجم/م³ ودرجة حرارة أقل من 40°C.

الكربون المنشط ذو الأعمدة	الكربون المنشط على شكل قرص العسل	لباد ألياف الكربون المنشط
الزيوليت الحبيبي	الزيوليت على شكل قرص العسل	عجلة الزيوليت

الامتزاز هو تجديد المادة الماصة، والذي يشير إلى عملية فصل المادة الماصة عن المادة الماصة عن طريق البخار عالي الحرارة وتطهير الغاز الساخن وخفض الضغط.

2. مبدأ امتصاص عجلة الزيوليت

مجموعة عجلة امتصاص الزيوليت (الكاسيت) عبارة عن محمل مركزي وإطار دائري داعم حول المحمل الذي يدعم الدوار. يتكون الدوار من وسائط امتصاص الزيوليت والألياف الخزفية. تحتوي العجلة على ختم لفصل غاز العادم المعالج والغاز النظيف المنطلق بعد المعالجة. تتكون المادة من مادة ناعمة (عادةً السيليكون) يجب أن تكون قادرة على تحمل تآكل المركبات العضوية المتطايرة ودرجات حرارة التشغيل العالية. يقوم الختم بفصل مجموعة عجلة امتصاص الزيوليت على شكل قرص العسل إلى منطقة امتصاص أساسية (منطقة الامتزاز) ومنطقة تجديد وامتصاص (منطقة التجديد؛ منطقة الامتزاز). ومع ذلك، من أجل تحسين قدرة معالجة الامتزاز للعجلة، من الشائع إضافة منطقة تبريد معزولة (منطقة التبريد أو منطقة التطهير) إلى المنطقتين الأوليين. عادة ما تكون منطقة الامتزاز أكبر، في حين أن منطقة الامتزاز ومنطقة التبريد هما جانبان أصغر للمعالجة بمساحات متساوية. في بعض الأحيان يمكن تقسيمها إلى مناطق متسلسلة أكثر لتلبية الاحتياجات الخاصة؛ ويتم استخدام عجلة الامتزاز بواسطة مجموعة من معدات الدفع الكهربائية لتدوير العجلة، بحيث يمكن أن تكون العجلة ذات سرعة متغيرة أثناء العلاج ويمكنها التحكم في القدرة على الدوران من 2 إلى 6 مرات في الساعة.

بعد دخول غاز نفايات المركبات العضوية المتطايرة المنبعث من المصنع إلى النظام، تتمثل المرحلة الأولى في المرور عبر دوار يتكون من الزيوليت الكاره للماء، ويتم امتصاص ملوثات المركبات العضوية المتطايرة أولاً على الدوار؛ المرحلة الثانية من عملية الامتزاز هي تمرير غاز النفايات (حوالي 180 إلى 250°C) المعالج في منطقة التبريد التي يتم تسخينها مسبقًا بعد التبادل الحراري مع نظام الحرق الخلفي إلى الدوار لامتصاص المادة العضوية عند درجة حرارة عالية. في هذا الوقت، يمكن التحكم في تركيز الملوثات الخارجة ليكون حوالي 5 إلى 20 مرة من تركيز غاز النفايات الداخلة، ويمكن حرق المواد العضوية الممتصة عند درجة حرارة أعلى من 700° درجة مئوية في المرحلة الثالثة أو تكثيفها للاسترداد وإعادة الاستخدام. ويمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل حجم وحدة معالجة الغاز العادم اللاحقة وتكاليف التشغيل وتكاليف المعدات الأولية.

وحدات معالجة عجلة الزيوليت هي كما يلي:

يتكون جسم عجلة الزيوليت من بعض الركائز الصلبة المحددة المطلية بطبقة من المسحوق الممتز. يتم تصنيع الركيزة من السيراميك أو الزجاج أو ألياف الكربون النشط عن طريق التلبيد. الألياف السيراميكية هي الأكثر استخدامًا بسبب مقاومتها لدرجات الحرارة العالية واستقرارها الحراري العالي وقابليتها للغسل وعدم قابليتها للاشتعال ومقاومتها للأحماض والقلويات. يختلف نوع المادة الماصة حسب تركيبة الغاز المراد معالجته. بشكل عام، يمكن استخدام الكربون المنشط والزيوليت وما إلى ذلك. سمك العجلة عادة ما يكون 25سم-45سم.

مصفوفة عجلة الزيوليت عبارة عن سطح من ألياف السيراميك مطلي بطبقة من المادة المازة، بشكل عام الكربون المنشط أو الزيوليت الكاره للماء، لتكوين عجلة دائرية على شكل قرص العسل، والتي تنقسم إلى منطقتين، وهما منطقة معالجة الامتزاز ومنطقة التجديد والامتزاز. ومع ذلك، من أجل تحسين قدرة الامتصاص للعجلة، يتم في بعض الأحيان تصميم منطقة تبريد بين المنطقتين. عادة، تكون مساحة الامتزاز أكبر، وتكون مساحة الامتزاز ومنطقة التبريد منطقتين معالجة أصغر ذات مساحة متساوية.

معدات استعادة الحرارة: بعد حرق أو أكسدة المركبات العضوية المتطايرة، تصل درجة حرارة الهواء النظيف إلى 500-700℃. يتم استرداد هذا الجزء من الهواء من خلال مبادل حراري لاستعادة الطاقة الحرارية. وفي الوقت نفسه، يتم خفض درجة حرارة الهواء النظيف ثم توجيهها إلى منطقة الامتزاز في الدوار من أجل الامتزاز. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فقد يحترق الدوار. لذلك، لا ينبغي أن تكون درجة الحرارة الداخلة إلى الدوار مرتفعة للغاية. بشكل عام، يتم إعداد معدات استعادة الحرارة على مرحلتين وإضافة منفاخ لإدخال الهواء النقي وخلطه مع الهواء المحروق للتحكم في درجة حرارة الامتزاز في حدود 180-220℃. من أجل معالجة غاز نفايات المركبات العضوية المتطايرة، بالإضافة إلى نظام حرق الدوار بتركيز امتصاص الزيوليت، يتم تركيب مكثف عند مخرج غاز العادم للتحويل المسبق ومعالجة المركبات العضوية المتطايرة ذات نقطة الغليان العالية (مثل MEA، BDG، DMSO).

3. مبدأ استعادة التكثيف قبل وبعد امتصاص الكربون المنشط

يتم جمع غاز النفايات بواسطة نظام التجميع ويدخل إلى جهاز الامتزاز لمعالجته.

أثناء الامتزاز، يدخل تدفق الهواء إلى طبقة الامتزاز من الجزء السفلي من الطبقة، ويتم تفريغ غاز العادم النظيف بعد الامتزاز من خلال أنبوب العادم. بعد أن يصل الامتصاص إلى الوقت المحدد، فإنه يتحول إلى مرحلة الامتزاز. أثناء عملية الامتزاز، يدخل البخار المشبع إلى سرير الامتزاز، ويخرج المذيب الممتص في السرير من سرير الامتزاز مع بخار الماء ويدخل إلى المبرد.

يتم تبريد المكثف إلى أقل من 40° درجة مئوية، ويعود الغاز غير القابل للتكثيف إلى مقدمة المروحة لإعادة الامتصاص، ويدخل المذيب والماء المكثف إلى خزان تخزين المذيب للتخزين المؤقت.

وفقًا لمتطلبات العملية، يمكن ضبط وقت الامتزاز والوقت المتقطع أثناء التشغيل التلقائي من خلال شاشة اللمس، ويكون وقت الامتزاز مساويًا لمجموع وقت الامتزاز ووقت الانتظار.

تعمل المعدات تلقائيًا دون الحاجة إلى موظفين في الخدمة. يمكن تركيب نظام التحكم الكهربائي في الموقع أو في غرفة التحكم المركزية. يعتبر حجم العمل المتعلق بالصيانة صغيرًا نسبيًا.

4. مقدمة لنظام الامتزاز

أ. المعالجة المسبقة لغاز العادم

وفقا لمتطلبات مواصفات التصميم، يتم تصميم وتركيب قناة انبعاث الطوارئ. يتم التحكم في حالة الانبعاثات من قبل ورشة الإنتاج لتكون بمثابة قناة مباشرة لانبعاث غاز العادم في حالة وقوع حادث أو صيانة المعدات.

ب- الامتزاز

يتم إرسال غاز العادم إلى ممتص الكربون المنشط عن طريق مروحة سحب الهواء. تحت تأثير قوة فان دير فالس، يتم التقاط المذيب العضوي الموجود في غاز العادم وامتصاصه بواسطة المسام الدقيقة الموجودة في الكربون المنشط. بعد تشبع الكربون المنشط بالامتصاص، يتم تجديده. يتم تنقية غاز العادم عن طريق امتصاص الكربون المنشط ومن ثم يتم تفريغه بشكل نظيف.

تم تصميم مواصفات خزان الامتزاز وكمية تحميل المادة المازة وفقًا لحجم الهواء لضمان سرعة معينة للغاز ووقت بقاء معين، بحيث يمكن للمادة المازة امتصاص المذيب العضوي الموجود في الغاز الخلفي بشكل فعال وكامل. يعمل خزان الامتزاز بالتناوب، ويتم تبديل حالة عمل خزان الامتزاز تلقائيًا بواسطة نظام التحكم الآلي PLC لإجراء العمليات الثلاث للامتزاز والامتزاز والتبريد والتجفيف وما إلى ذلك بالتناوب.

5. اختيار العملية

يتم اختيار عملية المعالجة بعد تحليل شامل للمصدر والخصائص (التركيب والتركيز ودرجة الحرارة والرطوبة) وحجم الهواء وعوامل أخرى لغاز النفايات. عمليات المعالجة الشائعة لمعالجة غاز النفايات العضوية كبير الحجم ومنخفض التركيز هي:

1) امتزاز الزيوليت، تجديد تطهير الغاز الساخن - الاحتراق التحفيزي أو الحرق بدرجة حرارة عالية.

2) امتصاص الكربون المنشط أو تجديد بخار الماء أو الغاز الساخن - استعادة التكثيف.

3) امتصاص الكربون المنشط، تجديد تطهير الغاز الساخن - الاحتراق التحفيزي.

مخطط انسيابي لعملية الامتزاز والامتزاز	مخطط انسيابي لعملية الاحتراق بالامتزاز	عروض معدات معالجة الاحتراق التحفيزي بالامتصاص