王巍

摘 要：工藝上采用活性炭吸附法，對(duì)精餾尾氣中的氯乙烯進(jìn)行吸附，活性炭吸附法工藝操作簡(jiǎn)便，活性炭具備較強(qiáng)的吸附性能，對(duì)高濃度的氯乙烯的吸附過程的時(shí)間流程短，吸附的氯乙烯的濃度具備較高的運(yùn)行效果，在化工中對(duì)精餾尾氣的吸附得到廣泛的使用，本位圍繞實(shí)驗(yàn)室條件下活性炭吸附氯乙烯的實(shí)驗(yàn)，探討其工藝流程的推廣和實(shí)施。

關(guān)鍵詞：氯乙烯;活性炭;工藝

眾所周知聚氯乙烯作為一種易燃易爆的氣體，在化工廠的生產(chǎn)中要對(duì)氣體進(jìn)行干燥，目前我國氯乙烯的生產(chǎn)工藝主要是電石法和氧化法，在備制的過程中都產(chǎn)生大量的精餾尾氣，尾氣中富含高濃度的氯乙烯，氯乙烯廢棄的排放對(duì)環(huán)境造成污染，在氯乙烯傳統(tǒng)的工藝上，工藝流程較長(zhǎng)且運(yùn)行不穩(wěn)定，用顆粒狀的活性炭無法有效吸附精餾尾氣，吸附性能達(dá)不到指定的要求，活性炭在吸附的過程中，氯乙烯因?yàn)榉懦龃罅繜?，因此為維護(hù)運(yùn)行穩(wěn)定性，采用管盤式的活性炭吸附氯乙烯。

1 蒸餾尾氣的成分及含量

精餾尾氣中由氯乙烯、乙炔、氮?dú)夂蜌錃獾葰怏w組成，大部分為氯乙烯氣體，氯乙烯占據(jù)氣體含量的10%，本實(shí)驗(yàn)采用的蒸餾尾氣來自于化工燃料公司，其中精餾尾氣的氯乙烯含量與實(shí)驗(yàn)室活性炭吸附方式具備科學(xué)準(zhǔn)確性，保證實(shí)驗(yàn)的氯乙烯濃度達(dá)到吸附的標(biāo)準(zhǔn)。

2 實(shí)驗(yàn)室條件下活性炭纖維吸附氯乙烯

通過活性炭對(duì)尾氣中氯乙烯的含量進(jìn)行吸附，通過表1得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果其中對(duì)吸附的溫度、飽和的吸附量、飽和的吸附時(shí)間、脫吸時(shí)間、吸附回收率進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比。

通過表1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)活性炭對(duì)氯乙烯有很好的吸附性能，吸附的溫度越低，飽和的吸附量越多，證明溫度的變化影響活性炭的吸附量。飽和吸附量越多，則飽和的吸附時(shí)間越短，脫吸的時(shí)間越短。吸附溫度低影響活性炭?jī)?nèi)部松軟的結(jié)構(gòu)，達(dá)到最佳的飽和吸附量，直接影響脫吸的效率，結(jié)果證明溫度越低，氯乙烯吸附的回收率越高，飽和的吸附量越多。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)天津市化工廠提供的精餾尾氣，結(jié)合對(duì)混苯、環(huán)己烷等有機(jī)廢氣的回收試驗(yàn)，開發(fā)活性炭對(duì)氯乙烯尾氣的回收工藝，作為吸附裝置得到廣泛的推廣。

2.1 國內(nèi)采用普通顆?；钚蕴康墓に嚵鞒?/p>

國內(nèi)采用普通顆粒活性炭的工藝流程分為以下步驟，對(duì)精餾的尾氣進(jìn)行加壓活性炭吸附，利用正壓蒸汽對(duì)氯乙烯進(jìn)行脫吸，通過熱空氣流通進(jìn)行氣體干燥，再用負(fù)35度的鹽水進(jìn)行氣體降溫，最后利用氮?dú)馔ㄟ^置換反應(yīng)來講解氯乙烯。該工藝流程為傳統(tǒng)的活性炭顆粒吸附工藝，工藝的吸附流程較長(zhǎng)，使用的活性炭為普通的顆粒，造成氯乙烯的吸附性能較低回收較差，相對(duì)投資成本較高耗損量較大，并且吸附的運(yùn)行效果不穩(wěn)定，造成顆粒活性炭對(duì)氯乙烯的吸附效果不明顯。

2.2 新工藝流程

新工藝流程是傳統(tǒng)工藝流程的簡(jiǎn)化版，吸附流程如圖1所示，通過尾氣的常壓吸附，進(jìn)行正壓蒸汽的脫吸，內(nèi)循環(huán)對(duì)吸附降溫，到清潔氯乙烯的制備，通過流程圖可知，廢氣進(jìn)行3個(gè)活性炭吸附器罐中，進(jìn)行3次的尾氣凈化吸附，蒸汽通過管道進(jìn)入吸附器中，對(duì)吸附后的氯乙烯氣體進(jìn)行脫吸，脫吸的回收系統(tǒng)分為冷凝器和分離槽，進(jìn)行內(nèi)循環(huán)鹽水的降溫，分離槽直接將吸附后產(chǎn)生的廢水排放，中央處理器為自控系統(tǒng)，主要調(diào)節(jié)吸附器和冷凝器內(nèi)部的壓力控制，保證吸附系統(tǒng)的安全性，最后利用回收裝置，對(duì)純凈的氯乙烯進(jìn)行回收。

由圖1可以看出，新工藝流程的運(yùn)行程序?yàn)椋?個(gè)吸附器共用1套管路系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)相互切換，3個(gè)吸附器依次進(jìn)入吸附狀態(tài)，即當(dāng)吸附器1吸附飽和后，切換到吸附器2吸附，然后到吸附器3吸附;脫吸工序也是依次進(jìn)行的。運(yùn)行時(shí)，含氯乙烯的廢氣由吸附器下部進(jìn)人，穿過活性炭纖維，其中的氯乙烯被活性炭纖維吸附下來，經(jīng)過第--次吸附的氣體通過循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行再次吸附，進(jìn)一步凈化，同時(shí)使床層降溫。凈化后的氣體由吸附器頂部排出，脫吸水蒸氣由吸附器頂部進(jìn)人，穿過活性炭纖維，將被吸附濃縮的氯乙烯脫吸出來并帶出吸附器進(jìn)入冷凝器，經(jīng)過冷凝，水蒸氣冷凝水流人分離槽。由于氯乙烯不溶于水，冷凝水可以直接排放。脫吸下來的氯乙烯氣體通過微壓回送裝置直接送至生產(chǎn)系統(tǒng)。吸附器完成脫吸并降溫后，經(jīng)切換繼續(xù)進(jìn)行吸附。此循環(huán)連續(xù)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行過程中所有的動(dòng)作切換均由PLC系統(tǒng)自動(dòng)完成，無手動(dòng)操作。

3 技術(shù)關(guān)鍵

3.1 簡(jiǎn)化了工藝流程

新工藝流程在原有的吸附步驟上化簡(jiǎn)為5個(gè)工序，使吸附流程的難度大大降低，操作起來更具便捷性，在傳統(tǒng)的吸附工藝上存在運(yùn)行不穩(wěn)定的情況，新工藝法在工藝上進(jìn)行程序的縮減，只含常壓吸附和正壓蒸汽脫吸兩個(gè)部分，降低操作環(huán)節(jié)的繁雜程度，操作上更加的安全可靠，同時(shí)降低了廢氣的運(yùn)輸成本和活性炭顆粒的投資成本。

3.2 改善了吸附性能，提高了吸附容量

新工藝吸附流程采用活性炭纖維進(jìn)行尾氣的吸附，在試驗(yàn)對(duì)比中可知，普通顆粒對(duì)氯乙烯的吸附量達(dá)到800m2/g，而活性炭纖維對(duì)氯乙烯的吸附量可達(dá)到1000-2000m2/g，活性炭纖維內(nèi)部的結(jié)構(gòu)比顆粒結(jié)構(gòu)的孔道短，因此吸附性能是顆粒結(jié)構(gòu)的1-5倍，活性炭纖維除了孔道短的特點(diǎn)，并且對(duì)氯乙烯的脫吸效率較快，脫吸的時(shí)間由原來的8h降低到1h，完成整個(gè)流程廢氣的吸附，在工藝直接縮減了吸附周期的時(shí)限，由14h的周期降低至2h，大大提高了吸附的工作效率。

3.3 降低了操作阻力，改善了傳熱效果

在新工藝法中引進(jìn)先進(jìn)的環(huán)式吸附器，內(nèi)部采用環(huán)式活性炭纖維吸附芯片，在吸附的性能上進(jìn)行優(yōu)化，傳統(tǒng)的吸附裝置采用立式固定床，內(nèi)部的活性炭顆粒高度達(dá)到2m，造成廢氣運(yùn)行的困難，產(chǎn)生較大的阻礙力，而且原有的裝置在降溫環(huán)節(jié)采用冷鹽水降溫，造成管內(nèi)鹽體的潔凈，致使少量的尾氣無法徹底被吸附，新工藝流程的設(shè)計(jì)就規(guī)避以上的缺點(diǎn)，降低了氯乙烯吸附造作的阻力，熱傳導(dǎo)裝置的完善直接去掉原有的換熱系統(tǒng)，降低能量的損耗。

3.4 提高了吸附效率

新裝置的吸附效率可達(dá)到90%，有效調(diào)高氯乙烯的回收率，采用內(nèi)循環(huán)冷凝系統(tǒng)裝置，避免外部空氣進(jìn)入造成冷凝管內(nèi)部氣壓的擠縮，保障吸附流程的安全性，新工藝采用的環(huán)式聯(lián)合吸附層和內(nèi)循環(huán)吸附冷卻裝置的共同作用，實(shí)現(xiàn)尾氣的反復(fù)吸附，加強(qiáng)氯乙烯尾氣的凈化程度，提高了氯乙烯的回收效率。

4 結(jié)語

綜上所述，新工藝流程的吸附方法，采用環(huán)式活性炭纖維聯(lián)合芯片，規(guī)避傳統(tǒng)活性炭顆粒吸附不均現(xiàn)狀，大大提高了氯乙烯吸附的飽和量，對(duì)提取的氯乙烯純度的質(zhì)量得到有效改善，新工藝法使氯乙烯的回收率達(dá)到90%以上，裝置的安全性能也經(jīng)受住考驗(yàn)，氯乙烯產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和傳統(tǒng)方法的經(jīng)濟(jì)效益比值明顯上升，減少原有冷凝管降溫的環(huán)節(jié)，保障裝置內(nèi)部的氣密性能和冷凝效果。

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