“三苯”是指苯、甲苯和二甲苯三種有毒、易燃、與空氣混合能爆炸的芳香烴。其廢氣常出現在制鞋、油漆、印刷等行業。
“三苯”廢氣可應用活性炭來吸附,大體有以下三種類型。
一是活性炭吸附脫附回收。活性炭吸附一定量污染物后,用水蒸氣進行脫附,并進行冷凝、分離,回收溶劑。
如:杭州南方環保設備廠、江蘇高郵環保設備廠、福建宇清化工環保產業發展中,有適合處理大于1000mg/m3單一組分的廢氣,但一次性投資較大,不適于小廠使用。
二是活性炭吸附催化燃燒。活性炭吸附污染物后,用熱風解吸,解吸下來的污染物采取催化燃燒。
如:北京防化研究院設計的適合處理大風量有機廢氣的設備,無二次污染,自動控制能力高,活性炭炭層較厚,熱量容易堆積,而易引起自燃。
三是活性炭分散吸附、集中再生,適用于“三苯”廢氣排放點多、面廣、規模小、資金少的廠家。
吸附器的結構設計是關鍵,該設備外形是環形,占地面積小。考慮到顆粒活性炭層的厚度、氣流分布、阻力處理能力、活性炭的裝卸更換等,再生全過程是在活化爐內通過預熱、脫附、煅燒活化和爐內廢氣燃燒及冷卻出料完成。這種活性炭凈化廢氣裝置已在許多小型廠投入使用。
制鞋業大量使用膠黏劑,一個年產兩百萬雙運動鞋的廠家需用膠黏劑40t左右。目前膠黏劑大多用苯、甲苯、二甲苯作溶劑和稀釋劑,據調查鞋廠工人中毒事故時有發生。國內較成熟的技術是吸附法和催化燃燒法。催化燃燒法凈化率較高,但處理強度低,適用于小風量高濃度的廢氣凈化。
對于嚴重超標的制鞋業廢氣屬大風量低濃度,應采用催化燃燒法,設備負荷重、能量消耗大,催化劑損失嚴重,且溶劑不能回收。
污染嚴重的中小型制鞋業宜用活性炭吸附法,操作簡單,凈化率可達95%以上,污染源可得到有效控制,溶劑可回收,是一種經濟有效的凈化手段。
活性炭吸附法整個工藝過程包括:活性炭吸附廢氣中的“三苯”溶劑;吸附飽和后的活性炭脫附和溶劑回收;活性炭活化再生。
目前大多數用水蒸氣汽提法或熱風再生法,但操作步驟較繁,能源消耗甚大,且會損失活性炭,故可改用超臨界流體萃取技術。該技術操作費用比水蒸氣汽提法降低50%-90%,活性炭的再生效率和再生后的活性均很高,多次再生后活性炭的活性幾乎不變;以液態或超臨界態的二氧化碳作萃取劑,用萃取法可完全再生活性炭,采用液態優于超臨界態。
用活性炭回收苯類溶劑,一般在常溫下吸附,以蒸汽在110℃以下解吸,冷凝分離回收。
例如:天津石油化纖廠回收對二甲苯,西安石棉制品廠回收汽油和苯。合成纖維廠的廢氣中有對苯二甲酸、二甲酯裝置的氧化尾氣主要含對二甲苯,均可采用活性炭立式吸附器,將氧化尾氣通過后經冷卻分離,回收對二甲苯。也有將活性炭吸附法和焚燒組合處理有機廢氣的辦法,先用活性炭吸附廢氣中的有機物。活性炭飽和后用熱空氣再生。脫附的有機物送入焚燒爐焚燃,效果好,成本高。