某新材料车间环己烷有机废气冷凝吸附回收工程
一、项目概况
某新材料科技有限公司生产车间产生的废气主要成分为环己烷,废气中还含有氮气及其他少量有机物。设计处理气量为1000 m³/h,废气中环己烷浓度最高约17500 mg/m³,废气温度约50~60℃。系统按连续排放设计,每天运行24小时,年运行约300天。净化后排气中的非甲烷总烃(NMHC)浓度需控制在80 mg/m³以下。
二、处理工艺选择
含VOCs废气的常用治理方式包括冷凝法、吸收法、直接燃烧法、催化燃烧法和吸附法等。冷凝法适合高浓度、小风量废气,但单独使用往往难以保证达标;吸收法需配置解吸和回收装置,投资较大;燃烧法运行能耗较高,且对安全措施要求严格;吸附法设备简单,但吸附材料饱和后需再生或更换。
该废气风量不大、组分较为单一、环己烷浓度较高,若直接燃烧或催化燃烧,能耗较高;单纯冷凝又难以稳定满足80 mg/m³的排放限值。因此,推荐采用“预冷除雾+大孔树脂吸附+水蒸气脱附+冷凝回收”的组合工艺。该路线既能保证排气达标,又能回收环己烷,减少资源浪费。

三、工艺流程说明
车间有机废气首先进入预冷除雾器,降低气体温度和湿度,避免水分对吸附材料造成不利影响,同时提高后续吸附效率。降温除雾后的废气进入装填大孔吸附树脂的固定床吸附罐,环己烷等有机组分被树脂捕集,净化后的气体可直接排放。
系统配置三个树脂吸附罐,正常运行时采用两罐串联吸附、一罐脱附再生的模式,并通过PLC自动切换。当吸附罐内树脂接近饱和时,关闭废气进出口阀门,通入水蒸气进行脱附。水蒸气将吸附在树脂上的环己烷吹脱出来,形成混合蒸汽。混合蒸汽随后进入两级冷凝器,第一级采用循环水冷却,第二级采用冷冻水冷却,大部分有机蒸气和水蒸气被冷凝为液体,进入油水分离罐。
油水分离罐内设置降温盘管,使冷凝液进一步冷却,减少不凝气产生。冷凝液在罐内静置分层,上层环己烷回收至溶剂储罐,下层水相排入废水收集系统。少量不凝气通过压力联锁控制,返回吸附系统前端重新处理,避免外排。
脱附结束后,对树脂床进行热风干燥和冷却处理。干燥阶段利用蒸汽加热空气,通过内循环去除树脂中的游离水分;冷却阶段利用冷凝器冷量降低床层温度,使树脂恢复吸附能力,然后重新投入吸附工序。
四、主要技术特点
采用两罐串联吸附方式,延长废气在树脂床层中的停留路径,提高净化效果。
吸附罐内部设置多孔进风、气流导向和均风网结构,使气体均匀通过树脂床层,减少偏流和短路。
树脂脱附再生采用水蒸气,脱附出来的有机蒸气经两级冷凝回收,环己烷回收率较高。
油水分离罐配有降温盘管、液位联锁和压力联锁,可自动排水、自动排放不凝气,操作安全可靠。
整套装置可撬装布置,废气处理工程现场安装方便,适合连续化工业生产运行。
该组合工艺针对环己烷废气具有较好的适用性,既能满足非甲烷总烃排放浓度限值要求,又能实现有机溶剂的部分回收,是一种经济可行的环己烷有机废气冷凝吸附回收工程方案。
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