进展活性碳纤维净化有机尾气回收有机溶剂技术宇清化工环保产业发展中心总经理中国资源综合利用协会副理事长~烃等有机溶剂和气体，尾气中有机物的回收率达98%以上，具有活性碳纤维用量少、装置占地小、全自动运行、吸附解吸速度快、运转能耗低、投资回收期短、环境效益显著等一系列优点。经鉴定，该技术达到“国际先进水平”。
*该技术获得国家环保总局颁发的《国家环境保护最佳实用技术》证书和国家经贸委颁发的<国家资源综合利用优秀实用技术>证书，并获得2001年度石油和化学工业科技进步三等奖。
染料、医药、涂料、感光材料、炼油以及许多石油1i化工和焦化产品的生产、储运、使用过程中，都会产生大量的有机废气。众所周知，苯、甲苯、二甲苯会严重地损害人体的造血机能；许多有机物是诱发癌症的致癌物；氯氟烃是破坏臭氧层的元凶；各种有机废气是产生光化学烟雾的主要因素。因此，我们必须篼度重视有机废气的净化处理问题。
随着人口的不断增加和社会生产力的飞速发展，资源短缺并日渐枯竭的问题已越来越突出。我国不仅人均资源占有量远低于世界平均水平，而且资源利用率低。篼投人、低产出是许多企业污染严重、经济效益不篼的根本原因。因此，该技术不仅从保护环境的角度出发，力求充分净化有机废气，且高度重视资源的综合利用，力求篼品质地回收废气中的有机物，以达到节约资源，提高企业经济效益，增加社会财富的目的。
1技术简介1.1技术原理该技术以对有机物有着优异选择性吸附性能的活性碳纤维为吸附材料，当有机废气通过活性碳纤维层时，其中的有机物被活性碳纤维吸附、富集、截留，氮气、氧气等无机气体得到净化、排放。当活性碳纤维吸附有机物达到一定数量时，用水蒸气进行脱附再生。水蒸气的篼温会增加被吸附的有机物分子的动能，使其从活性碳纤维上脱附下来，随着水蒸气一起进入间接冷凝器中，水蒸气变成了冷凝水，沸点高于冷却温度的有机物也冷凝成了液体，与冷凝水一并流入分层槽，分层回收；沸点低于冷却温度的有机物在水蒸气冷凝后仍为气体，可送人气柜回收。
经脱附再生的活性碳纤维，再反复用于吸附过程。
1.2活性碳纤维的优异特性活性碳纤维是以粘胶基纤维、聚丙烯腈基纤维、沥青基纤维等纤维为原料，经高温碳化、活化工艺处理制成的新型吸附材料。与公认较好的吸附材料粒状活性炭相比，活性碳纤维具有以下优异特性*比表面积大，有效吸附容量高活性碳纤维的微孔丰富，比表面积达1000~2000m2/g，数倍于粒状活性炭。同时，活性碳纤维的微孔孔径较均匀，几乎都是有效孔，而粒状活性炭的孔径不均匀，并且有相当一部分是无效孔。因此，活性碳纤维的有效吸附容量（透过量达5%时的吸附容量）比粒状活性炭高十倍以上。根据我们采用乙硫醇进行有效吸附容量的测试结果，不同品牌的活性碳纤维比市售粒状活性炭分别篼15~21倍。
吸附、脱附行程短，速度快；脱附、再生能耗低粒状活性炭的直径比活性碳纤维大上千倍，且孔径分布较宽，有孔径为数P的大孔、孔径为1 ~500A的过渡孔和100A以下的微孔。被吸附的有机分子需要经过大孔和过渡孔的曲折路程才能进人微孔被吸附，显然行程要长得多，速度要慢得多。与此相反，活性碳纤维的孔径分布窄、行程短，因而使其吸附、脱附速度快，脱附能耗低，而且能够更彻底地得到再生。因此，对于相同的有机废气处理，活性碳纤维的填充厚度和再生能耗仅为粒状活性炭的1/5形状多，便于工程应用粒状活性炭的形状是类似绿豆粒大小的黑色颗粒。其工程应用往往只有在下支撑网（或填料）的支撑下和上防吹散网的网罩下，装填在吸附罐中的单一应用方式。这种单一的应用方式，不可避免地带来了废气通过的吸附层截面小、废气流速快、气阻大等缺点。活性碳纤维可制成布、网、毡、纸等多种形状，为工程应用提供了很大的灵活性。该技术是将活性碳纤维毡固定在骨架上制成吸附元件，再将若干个吸附元件安装在吸附箱中。因此，废气通过的吸附层面积大、流速慢、气阻小。
可根据需要生产出具有特殊性能的专用活性碳纤维利用不同的纤维原料，采用不同的活化工艺，可以生产出具有特殊官能团、不同比表面积和孔径的活性碳纤维，从而可以对不同的物质有更好的选择性吸附性能。
强度好、寿命长、不会造成二次污染活性碳纤维具有很好的柔货性和较高的强度，经反复再生也不易粉化，对吸附回收的有机物和净化后的气体不会造成二次污染。在该技术的实际应用中，已有活性碳纤维连续使用（设备大修除外）寿命长达六年的工程实例。
1.3工艺流程简介该技术的工艺流程包括双吸附器和三吸附器两种。
1.3.1双吸附器流程该流程采用两个吸附器切换运行，当吸附器A处于吸附状态时，吸附器B先处于蒸气脱附状态，随后处于冷却、干燥状态；切换时间到，尾气、蒸气等阀门自动叻换，吸附器A与B的运行状态互相转换。废气不断地在吸附器A或B中得到净化后排放；被吸附的有机物用蒸气脱附后进入冷凝器，与蒸气一起被冷凝为液体流入分层槽，根据被回收有机物与水的比重差别分层回收。若被回收有机物的沸点低于冷凝温度，则在冷凝脱除了脱附气体中的水蒸气后得到富集并送入回收气柜。工艺流程如所示。
该流程采用三个吸附器循环切换运行，当吸附器A处于吸附状态时，吸附器B处于蒸气脱附状态，吸附器C处于冷却、干燥状态；切换时间到，有关阀门自动切换，吸附器A、B、C的运行状态依次转换，循环运行。工程实践证明，三吸附器流程的有机尾气净化回收率可达98%以上。工艺流程如所示。
2技术特点2.1活性碳纤维用置少，大幅度降低了尾气净化回收装置的造价在进行了大量吸附、脱附动力学研究的基础上，该技术充分发挥了活性碳纤维吸附、脱附速度快和有效吸附容量大的特性，可将尾气净化回收装置活性碳纤维每一次的吸附时间压缩到2min以内。而粒状活性炭尾气处理装置每一次的吸附时间往往长达8h以上。即使不考虑两者在吸附容量上的差别，仅压缩吸附时间这一项技术措施，活性碳纤维的用量就可达到粒状活性炭的1/24以下。因此，采用该技术制造的活性碳纤维有机尾气净化回收装置的价格不高，具有很强的竞争力。
2.2高品质、高效率地回收尾气中的有机物该技术采用吸附法将有机物从尾气中分离出来并予以回收，是一种物理方法，被回收的有机物没有化学变化，只要尾气中有机物的种类单一，回收有机物的纯度很高。大量的工程实践证明，双吸附器流程和三吸附器流程的活性碳纤维有机尾气净化回收装置，有机物回收率分别达到90%和98%以上。2.3适用范围比较广该技术可用于烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃以及酮、醛、醇等多类有机尾气的净化回收。由于装置开停车十分简便，不仅适用于长时间连续排放的工艺尾气，而且适用于油品装卸时间歇排放尾气的净化回收。
2.4装置紧凑，结构巧妙，气阻小，占地少，运转能耗低与粒状活性炭有机尾气净化装置相比，本装置为积木式紧凑组装，节约占地50%以上；内部结构巧妙，系统气流压力降仅约300mm水柱，当尾气有余压时，本装置可不配引风机，或仅配小功率引风机；节约运转消耗蒸气和冷却水均在60%以上。
2.5全自动运行，操作简单，便于维修，运转安全采用该技术制造的有机尾气净化回收装置，可在装置上配备PLC自动控制系统，现场自动控制运行；也可利用客户中央控制室DCS系统的富余量，输入控制程序后，实现远程自动控制运行。装置安装调试好后，操作工只需按动开车或停车按钮，即可自动操作。同时，对于可能出现的几种故障原因，均设置了故障指示灯，一旦出现故障，装置不仅会自动停车报警，而且会显示故障原因，便于维修。由于许多有机尾气是易燃易爆的危险气体，为确保安全，该技术在开发和推广应用过程中，形成了一整套独有的防静电、测温、故障自动停车、开停车程序等安全技术。
2.6环境效益与经济效益显著，投资回收期短该技术不仅可以大大减轻有机废气对环境的污染，而且变废为宝，经济效益显著，一般情况下一年左右可收回全部投资。
该技术经齐鲁石化公司储运厂灌装火车废气中苯系物回收的应用表明，苯类废气回收装置工艺设计满足要求，自动化运行监控稳定可靠，主要设计指标尾气回收率和回收产品纯度达到了指标要求，出口气苯浓度可望通过进一步调整，加以改善；在北京化工二厂新聚氯乙烯分厂含二氯乙烷尾气回收过程中的应用表明，该装置技术先进，自动化程度高，经济效益好，为改善环境提供了可靠的保证。口
