Peralatan Adsorpsi Karbon Aktif

1. Bentuk utama adsorpsi dan desorpsi

Adsorpsi adalah proses akumulasi atau kondensasi satu atau lebih komponen adsorben dalam campuran gas di permukaan untuk mencapai pemisahan. Adsorben yang umum digunakan termasuk karbon aktif granular, karbon aktif sarang lebah, serat karbon aktif, zeolit ​​sarang lebah, roda zeolit, dll. Efisiensi pemurnian metode adsorpsi sedikit lebih besar dari 90%. Menurut standar emisi saat ini, umumnya mengolah gas limbah dengan konsentrasi kurang dari 800 mg/m³ dan suhu kurang dari 40°C.

Karbon aktif berpilar	Karbon aktif sarang lebah	Serat karbon aktif terasa
Zeolit ​​granular	Zeolit sarang lebah	roda zeolit

Desorpsi adalah regenerasi adsorben, yang mengacu pada proses pemisahan adsorbat dari adsorben melalui uap suhu tinggi, pembersihan gas panas, dan pengurangan tekanan.

2. Prinsip adsorpsi roda zeolit

Rakitan roda adsorpsi zeolit ​​(Kaset) merupakan bantalan pusat dan rangka melingkar pendukung di sekeliling bantalan yang menopang rotor. Rotornya terbuat dari media adsorpsi zeolit ​​​​dan serat keramik. Roda berisi segel untuk memisahkan gas buang yang telah diolah dan gas bersih yang dikeluarkan setelah pengolahan. Materialnya terbuat dari bahan lunak (biasanya silikon) yang harus mampu menahan sifat korosif VOCS dan suhu pengoperasian yang tinggi. Segel tersebut memisahkan rakitan roda adsorpsi zeolit ​​sarang lebah menjadi zona adsorpsi dasar (zona adsorpsi) dan zona regenerasi dan desorpsi (zona regenerasi; zona desorpsi). Namun, untuk meningkatkan kapasitas perlakuan adsorpsi roda, biasanya ditambahkan zona pendinginan isolasi (zona Pendinginan atau zona Pembersihan) ke dua zona pertama. Biasanya zona adsorpsi lebih besar, sedangkan zona desorpsi dan zona pendinginan merupakan dua sisi perlakuan yang lebih kecil dengan luas yang sama. Kadang-kadang dapat dibagi menjadi lebih banyak zona seri untuk kebutuhan khusus; dan roda adsorpsi digunakan oleh seperangkat peralatan penggerak listrik untuk memutar roda, sehingga kecepatan roda dapat bervariasi selama perawatan dan dapat mengontrol kemampuan berputar 2 hingga 6 kali per jam.

Setelah gas limbah VOC yang dikeluarkan pabrik memasuki sistem, tahap pertama adalah melewati rotor yang terdiri dari zeolit ​​​​hidrofobik, dan polutan VOC terlebih dahulu diserap pada rotor; tahap kedua dari proses desorpsi adalah melewatkan gas limbah (sekitar 180 hingga 250°C) yang diolah di zona pendingin yang dipanaskan terlebih dahulu setelah pertukaran panas dengan sistem pembakaran ujung belakang ke dalam rotor untuk mendesorpsi bahan organik pada suhu tinggi. Pada saat ini, konsentrasi polutan yang keluar dapat dikontrol menjadi sekitar 5 hingga 20 kali lipat dari gas limbah yang masuk, dan bahan organik yang terdesorpsi dapat dibakar pada suhu di atas 700°C pada tahap ketiga atau dikondensasi untuk diambil kembali dan digunakan kembali. Hal ini dapat mengurangi ukuran unit pengolahan gas limbah berikutnya, biaya operasional dan biaya peralatan awal.

Unit pengolahan roda zeolit ​​adalah sebagai berikut:

Badan roda zeolit ​​terdiri dari beberapa substrat padat spesifik yang dilapisi dengan lapisan bubuk adsorben. Substratnya terbuat dari keramik, kaca atau serat karbon aktif melalui sintering. Serat keramik paling banyak digunakan karena ketahanan suhu tinggi, stabilitas termal tinggi, kemampuan dicuci, tidak mudah terbakar, serta tahan asam dan alkali. Jenis adsorben bervariasi tergantung pada komposisi gas yang akan diolah. Umumnya karbon aktif, zeolit, dll dapat digunakan. Ketebalan roda umumnya 25cm-45cm.

Matriks roda zeolit ​​​​adalah permukaan serat keramik yang dilapisi lapisan adsorben, umumnya karbon aktif atau zeolit ​​​​hidrofobik, membentuk roda melingkar berbentuk sarang lebah, yang terbagi menjadi dua area yaitu area perlakuan adsorpsi dan area regenerasi dan desorpsi. Namun, untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi roda, terkadang dirancang area pendingin di antara kedua area tersebut. Biasanya, area adsorpsi lebih besar, dan area desorpsi serta area pendinginan adalah dua area perlakuan yang lebih kecil dengan luas yang sama.

Peralatan pemulihan panas: Setelah membakar atau mengoksidasi VOC, suhu udara bersih mencapai 500-700℃. Bagian udara ini diambil kembali melalui penukar panas untuk memulihkan energi panas. Pada saat yang sama, suhu udara bersih diturunkan dan kemudian diarahkan ke area desorpsi rotor untuk desorpsi. Jika suhunya terlalu tinggi, rotor bisa terbakar. Oleh karena itu suhu yang masuk ke rotor tidak boleh terlalu tinggi. Umumnya, peralatan pemulihan panas dua tahap dipasang dan blower ditambahkan untuk memasukkan udara segar dan mencampurnya dengan udara yang terbakar untuk mengontrol suhu desorpsi dalam kisaran 180-220℃. Untuk mengolah gas limbah VOC, selain sistem insinerasi rotor konsentrasi adsorpsi zeolit, kondensor dipasang di saluran keluar gas buang untuk melakukan pra-pengalihan dan mengolah VOC dengan titik didih tinggi (seperti MEA, BDG, DMSO).

3. Prinsip perolehan kembali kondensasi sebelum dan sesudah adsorpsi karbon aktif

Gas limbah dikumpulkan oleh sistem pengumpulan dan memasuki perangkat adsorpsi untuk diolah.

Selama adsorpsi, aliran udara memasuki bed adsorpsi dari bagian bawah bed, dan gas buang bersih setelah adsorpsi dibuang melalui pipa knalpot. Setelah adsorpsi mencapai waktu yang ditentukan, ia beralih ke tahap desorpsi. Selama desorpsi, uap jenuh memasuki lapisan adsorpsi, dan pelarut yang teradsorpsi dalam lapisan meninggalkan lapisan adsorpsi bersama dengan uap air dan memasuki pendingin.

Kondensat didinginkan hingga di bawah 40°C, gas yang tidak dapat terkondensasi kembali ke bagian depan kipas untuk diadsorpsi kembali, dan pelarut serta air yang terkondensasi memasuki tangki penyimpanan pelarut untuk penyimpanan sementara.

Sesuai dengan persyaratan proses, waktu desorpsi dan waktu intermiten selama pengoperasian otomatis dapat diatur melalui layar sentuh, dan waktu adsorpsi sama dengan jumlah waktu desorpsi dan waktu tunggu.

Peralatan tersebut berjalan secara otomatis tanpa memerlukan personel yang bertugas. Sistem kendali kelistrikan dapat dipasang di lokasi atau di ruang kendali pusat. Beban kerja pemeliharaan relatif kecil.

4. Pengenalan sistem adsorpsi

sebuah. Perlakuan awal terhadap gas buang

Sesuai dengan persyaratan spesifikasi desain, saluran emisi darurat dirancang dan dipasang. Status emisi dikendalikan oleh bengkel produksi untuk dijadikan sebagai saluran emisi gas buang langsung jika terjadi kecelakaan atau pemeliharaan peralatan.

b Adsorpsi

Gas buang dikirim ke penyerap karbon aktif oleh kipas pemasukan udara. Di bawah aksi gaya Van der Waals, pelarut organik dalam gas buang ditangkap dan diserap oleh mikropori dalam karbon aktif. Setelah karbon aktif jenuh dengan adsorpsi, ia diregenerasi. Gas buang dimurnikan dengan adsorpsi karbon aktif dan kemudian dibuang secara bersih.

Spesifikasi tangki adsorpsi dan jumlah pemuatan adsorben dirancang sesuai dengan volume udara untuk memastikan kecepatan gas dan waktu tinggal tertentu, sehingga adsorben dapat secara efektif dan penuh menyerap pelarut organik dalam gas buang. Tangki adsorpsi bekerja secara bergantian, dan keadaan kerja tangki adsorpsi secara otomatis dialihkan oleh sistem kontrol otomatis PLC untuk secara bergantian melakukan tiga proses yaitu adsorpsi, desorpsi, pendinginan dan pengeringan, dan seterusnya.

5. Seleksi proses

Proses pengolahan dipilih setelah analisis komprehensif terhadap sumber, sifat (komposisi, konsentrasi, suhu, kelembaban), volume udara dan faktor lain dari gas limbah. Proses pengolahan umum untuk mengolah gas limbah organik bervolume besar dan konsentrasi rendah adalah:

1) Adsorpsi zeolit, regenerasi pembersihan gas panas - pembakaran katalitik atau pembakaran suhu tinggi.

2) Adsorpsi karbon aktif, regenerasi uap air atau gas panas - pemulihan kondensasi.

3) Adsorpsi karbon aktif, regenerasi pembersihan gas panas - pembakaran katalitik.

Diagram alir proses adsorpsi dan desorpsi	Diagram alir proses pembakaran desorpsi	Rendering peralatan perawatan pembakaran katalitik adsorpsi