活性炭纤维吸附回收装置在醋酸仲丁酯尾气上的应用

王功换

摘要活性炭纤维吸附装置在回收有机废气方面已经卓有成效，但在醋酸仲丁酯方面卻由于效果不理想，一直未被接受。本工艺通过合理的设计和参数调整，实现了活性炭纤维吸附装置首次应用于醋酸仲丁酯尾气的回收。

关键词活性炭纤维 醋酸仲丁酯 尾气吸附回收 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.

中图分类号：X324 文献标识码：A 文章编号

1、引言

醋酸仲丁酯属于有机化学品，主要用途是用作溶剂、化学试剂、调制香料。被人体吸收会对眼及上呼吸道粘膜有刺激性，图1 工艺简单流程

并可引起皮肤干燥。

某工厂在生产中产生大量醋酸仲丁酯尾气，如果排入大气，会造成有机溶剂的损失，更重要的是会对大气环境造成严重污染。为了保护环境，确保相关产业的健康可持续发展，实现废物资源化，降低生产成本，我们设计了用活性炭纤维吸附装置进行有机尾气中醋酸仲丁酯的回收项目，并在生产场地现场实施，吸收效果良好，气相出口浓度达到了相关国家标准。

2、醋酸仲丁酯回收的方法

本项目采用活性炭纤维变温吸附、蒸汽常压脱附、重力分离混合液的方法，回收有机废气中的醋酸仲丁酯，其主要工艺流程如图1所示：

本项目工艺程序可大体概括为预处理、吸附、解吸、冷却干燥和溶剂回收五个程序：

2.1预处理：由于有机废气来气中夹杂着大量液滴，我们在进行吸附前采用旋风分离的方法，去除气体中的液体，并降低进气温度，以利于活性炭吸附剂更好的吸附厂家排出的有机废气。

2.2吸附：吸附是由活性炭吸附器完成的， 吸附器内根据排气浓度和排气风量设计一定重量和特定结构布置的活性炭纤维吸附芯，装置有机废气进气为厂家真空泵排放废气，压力稍大于常压，通过装置入口风机带动，送到吸附器里面，由外而内通过吸附芯，废气中的有机物被截留到活性炭纤维孔道中，吸附合格后的气体直接常压排空。

2.3脱附（解吸）：吸附完成后用的活性炭纤维需低压饱和蒸汽进行脱附，低压蒸汽进入吸附器后，通过吸附芯由内而外反向流动，吸附芯内温度上涨，最终维持在100℃左右，醋酸仲丁酯随蒸汽一起被带出，吹扫出的混合蒸汽形成两部分，一部分变成冷凝液从吸附器底部流走，经深冷却器冷却后进入分层槽；另一部分气相到达冷凝器变成冷凝混合液，同来自吸附器底部的混合液汇合，进入分层槽重力分层。

2.4冷却干燥：脱附过程结束后，活性炭吸附芯内的温度在100℃左右且充满了水汽，由于活性炭纤维吸附的规律是温度越低吸附率越高，这样的高温和湿度极不利于吸附，本工艺设计了冷却干燥过程以使吸附剂恢复到最佳状态，为接下来的吸附工作获得高吸附率。

本工艺采用新鲜空气作为干燥气源和降温冷媒，过滤、加压后的空气对吸附剂进行干燥降温，冷却温度可从100℃快速降到20-30℃左右，同时将吸附器内积存的水和蒸汽吹出，以达到吸附器干燥和降温的目的。

2.5溶剂回收：醋酸仲丁酯不溶于水，可与水分层，易于回收。第（3）步脱附下来的混合物最终全部进入分层槽，溶剂与水在分层槽受重力作用有效分离，可回收的有机溶剂溢流至溶剂储槽重复利用，分离出来的水进入厂家污水处理系统进行处理。

3、保证醋酸仲丁酯吸附回收工作连续稳定运行的设计

本工艺设计三个吸附器切换运行，其中两个吸附器（设为吸附器A和B）并列进行吸附程序，另一个吸附器（设为吸附器C）处于活性炭纤维再生状态；设定时间一到，尾气、蒸汽等阀门自动切换，吸附器A进入脱附状态，吸附器B仍处于吸附状态，而吸附器C则由脱附状态进入吸附状态。三个吸附器的工作状态轮流转换，保证了废气处理的连续稳定性。

4、活性炭纤维装置吸附回收醋酸仲丁酯中的操作要点

4.1吸附温度：活性炭纤维从40℃开始，对醋酸仲丁酯的吸附效果就会下降，因此吸附过程中，一般控制温度25～40℃之间较好。吸附温度的控制一方面取决于活性炭冷却干燥过程中的降温程度，另一方面取决于经特殊设计的外循环管路表冷器的降温效果，外循环管路设计表冷器，用冷却水作为降温介质，保证了吸附过程低温性。

4.2吸、脱附时间的调整：吸附和脱附的时间具有一定的关联性，正常情况下，调整合适的吸、脱附时间，有利于醋酸仲丁酯良好的回收。活性炭纤维具有一定的吸附容量，当达到某个时间后，活性炭纤维吸附饱和，此时需进入活性炭再生环节，因此，醋酸仲丁酯在回收过程中，需要根据厂家排气风量和排气浓度设定大概的吸、脱附时间，并在实际运行过程中不断摸索，寻找最佳切换时间点。

4.3控制分离槽温度：分层槽温度太高，会加大醋酸仲丁酯在水中的溶解度，不利于两相的分离，因此设计的冷凝和深冷却装置要达到工艺要求，同时冷却介质的温度和压力也要达到工艺规范要求。

5、装置运行过程中遇到的问题

本工艺可以应用于很多挥发性有机废气的回收处理，但在醋酸仲丁酯行业却是第一例，由于醋酸仲丁酯的物理特性表现出较高的黏度，装置在运行过程中出现了活性炭纤维中毒情况，后经反复调试，终于找到了装置最佳操作点，醋酸仲丁酯的回收情况也恢复了正常。

5.1调试程序之一——活性炭纤维解毒

由于醋酸仲丁酯液相黏度较高，给吸附器的脱附工作带来难度，于是在调试过程中，首先将脱附蒸汽量加大，蒸汽压力提高，采用过热蒸汽使脱附时进入吸附器的蒸汽温度上升，使醋酸仲丁酯从活性炭纤维孔隙里挥发，变成醋酸仲丁酯气相，以降低其黏度，便于从活性炭纤维中脱附。经过一段时间的调整后，装置回收量回升很明显。

5.2调试程序之二——增大回收量

根据以往经验，脱附时加入饱和蒸汽比加入过热蒸汽更有利于吸附物脱出，于是试探着将过热蒸汽中加入减温水，使过热蒸汽与水混合混合后基本处于饱和蒸汽状态，调节后蒸汽压力0.15Mpag左右，蒸汽温度125℃左右，吸附器脱附最高温度由102℃涨到104℃，回收量加大。至此，厂家排放的有机废气中醋酸仲丁酯基本全部回收，回收率可达95%。

6、经济效益分析

通过统计系统稳定运行三个月的数据得知，装置每天24小时连续运行，每日平均回收醋酸仲丁酯300kg，回收率在95%以上，每日消耗电量约90度，蒸汽消耗约600kg，按醋酸仲丁酯6.7元/kg、电0.80元/度、蒸汽0.2元/kg算，则每回收1kg醋酸仲丁酯的经济效益为：（300×6.7-90×0.8-600×0.2）÷300=6.06元。经济效益极佳。

7、结论

目前采用醋酸仲丁酯作为有机溶剂的行业越来越多，醋酸仲丁酯尾气回收利用的市场逐渐壮大，将活性炭纤维吸附工艺应用于醋酸仲丁酯有机废气的回收方面，带来的经济效益和社会环境效益将日益突出，市场竞争力和应用前景非常看好。

参考文献：

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