摘 要:在对高浓度聚乙烯进行吸附的过程中应用了多种吸附方式,其中比较著名的就是采用活性炭的形式。这种方式具有一定的优势作用,其中吸附工序比较简单,流程短以及运行效果高等特点,基于以上这些特点,在化工生产或者是工业生产中得到了广泛的应用。本文就对这一问题进行深入探讨和分析,希望够给相关的工作人员提供借鉴和参考。
关键词:聚氯乙烯;活性炭;工艺
目前,我国生产聚乙烯的工艺主要有两种,第一是电石法,第二是氧氯化法。但是无论哪种聚乙烯的生产方式都会在制备过程中出现大量的高浓度聚乙烯排放,这些聚乙烯中含有大量的废气。如果相关的工作人员的治理方式不合理或者是治理不及时就会造成严重的环境污染,同时很可能会产生资源的浪费。从传统的聚乙烯治理工艺上看,主要是以普通颗粒为主,工艺流程相对较长,而且运行极不稳定。在实际的生产工艺中预期的效果不是十分明显,产生这种问题的主要原因就是如果活性炭呈现出的是颗粒状,那么其吸附性能就不达标。不仅如此,聚乙烯在吸附的过程中需要放出大量的热,需要采用比较复杂的管盘式结构,因此,不仅耗能大,还会造成严重的经济损失。另外,由于聚乙烯是一种易燃易爆的气体,在实际的生产中需要对空气进行干燥处理,可见,系统的设备比较庞大。针对这些问题,研究人员进行了深入研究。
1 蒸馏尾气的成分及含量
从蒸馏尾气的组成成分上看,主要由聚乙烯、乙炔、氮气、氢气等成分构成,其中聚乙烯的成分相对较多,主要占据了10%-13%。蒸馏尾气主要来自于我国比较著名的化工公司,其成分的含量以及实验方式等都具有一定的科学性和准确性。
2 实验室条件下活性炭纤维吸附氯乙烯
经过多次实验可知,在实验室中采用活性炭来对聚乙烯进行吸附具有一定的可行性。
可见,活性炭的吸附功能比较好,但是为了对传统的生产工艺进行改进,需要在此基础上设计出一套比较系统的生产工艺。其中不得不提到的就是聚乙烯回收的装置。
3 吸附回收聚乙烯的工艺流程
3.1 颗粒活性炭的工艺流程
从国内的聚乙烯吸附工艺上看,首先需要对已经准备好的尾气进行加压吸附处理,采用正压蒸汽脱吸的方式,对热空气进行干燥,然后将其放置到零下35℃的冷水中做降温处理。然后经过氮气置换,所得到的成分拿来备用。从整个工艺上看,其流程比较长,其中选择的吸附剂是一种普通的活性炭颗粒。从结果上看,其回收率相对较低,并且造价和投资都相对较高,运行的稳定性较差。
3.2 新工艺流程
通过实验室的实验可知,由于原始的生产工艺比较复杂,而且其节能性和环保性都不是很高,因此,需要在对其进行简化的基础上改进。因此,得出比较完整的工艺流程,具体来说可以从以下几个方面来进行分析:首先是尾气,然后对其进行常压吸附,然后进行正压蒸汽脱吸,直接进行内循环降温,将其备用。需要用到的设备主要有吸附器,脱吸回收系统以及降温系统和自动控制系统等等。在运行的过程中,要按照科学的实验顺序来进行,同时要保证循环系统运行的稳定性和高效性。在整个实验的过程中,要采用可编程控制系统来进行,这样可以有效的降低生产工艺的复杂性。
4 技术关键
4.1 简化了工艺流程
原始的聚乙烯吸附工艺的工序比较复杂,在实际的运行中难度相对较大。在操作的过程中很容易出现问题,并且安全程度也不是很高。但是如果采用新型的生产工艺只需要常压吸附,蒸压蒸汽脱吸即可,不仅对操作流程进行简化,还能够提升整个工艺的安全性和可靠性。同时还能够降低生产工艺的相关费用和投资费用等等。
4.2 改善了吸附性能,提高了吸附容量
新工艺采用了性能优越的吸附材料一活性炭纤维,使得装置对氯乙烯的吸附性能和吸附容量都大大提高。由于活性炭纤维比表面积大,普通颗粒活性炭只有800g左右、孔道短,因而活性炭纤维的吸附容量比颗粒活性炭的吸附容量提高1~5倍;而且,由于活性炭纤维的孔道短,吸附、脱吸速率都很快,吸附时间由原来的8h缩短到20min;使一个吸附周期由原来的14h缩短到35min。
4.3 降低了操作阻力。改善了传热效果
由于原装置采用的是立式固定床,因此运行阻力大,而且为了使球层降温,不得不采用盘管(内通-35℃冷盐水)对床层进行冷却。新工艺设计吸收了先进的环式吸附器的优点,采用了环式吸附芯组合并联的设计,优化了没备的结构,大夫降低了操作阻力。改善了传热.去掉了专门的换热构件和换热系统,周而降低丁能耗,大夫降低运行费用。
4.4 提高了吸附效率
新工艺采用了特殊的吸附工序一内循环吸附冷却系统,对尾气反复进行吸附,一方面提高了氯乙烯的净化效率,同时使吸附层降温,一举两得。降温的结果反过来又提高了吸附剂的吸附效率,因而,新装嚣的吸附率稳定在90%以上,大大提高了资源的回收率。同时,由于采用了内循环,从根本上避免了氧气的进入,彻底消除了安全隐患。
4.5 提高了运行的安全性能
由于氯乙烯是易燃、易爆气体,设备的安全运行是我们设计中注意的重点。在设计中,我们采取了合理的工艺组合,特别加强了运行的安全性设计。一是加强了整个系统的密封,保证设计和严格的制造工艺;二是保证系统始终平稳运行,不能出现丝毫的负压情况。这两项措施:一方面保证氯乙烯不向系统外泄漏,另一方面保证不会有空气进入系统,始终保证运行的安全。工艺上对回收氯乙烯的纯度要求很高,尤其是氧的含量不能超过要求,否则回送到生产系统给安全生产带来了隐患。因此,在设计上采用了特别的保证措施,开发了专用的微压回送系统,从根本上杜绝了这一隐患。
5 项目的效果和水平
研制开发的高浓度氯乙烯废气吸附回收装置经过运行考核.完全达到设计要求,氯乙烯的回收率一直稳定在90%以上。考核结果证明,装置的技术性能可望达到国内领先水平。经济效益和环境效益都十分可观。
结束语
用活性炭纤维作吸附剂,吸附并回收氯乙烯精馏尾气中的氯乙烯。与传统的工艺相比,具有流程短、吸附回收效率高、运行稳定、自动化程度高、安全性能好、投资和运行费用低等优点。因此可以在实际的生产中得到广泛的推广和应用。
参考文献
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