CN107670455A - 印刷行业废气处理与活性炭再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印刷行业废气处理与活性炭再生方法，废气经过预处理、活性炭吸附板吸附程序被净化，活性炭吸附板在吸附饱和后，切换为另一活性炭吸附板吸附，吸附饱和的活性炭吸附板经微波和超声脱附、气体活化等处理使活性炭再生；本发明实现了印刷行业废气的自动不间断连续吸附，高效再生，所需加热再生温度低，所需人工少，安全节能，降低了企业治污成本。

Description

印刷行业废气处理与活性炭再生方法

技术领域

本发明属于工业废气处理领域，具体涉及一种印刷行业废气处理与活性炭再生方法。

背景技术

印刷行业的废气中含有大量有机溶剂，在其处理方法中，活性炭吸附法是最有效、使用最广泛的手段之一。活性炭在吸附饱和后需要进行再生处理，之后才能再次投入使用。然而，现有技术中的再生技术手段往往存在工序复杂，占地面积过大，需耗费大量人力物力等缺陷，例如，通常需要将吸附饱和的活性炭转移至专业的再生设备中进行再生，然后将再生后的活性炭再次布置于吸附装备中，操作过程繁琐，劳动强度大。

加热再生法是当前主流的活性炭再生方法，在加热温度在800℃以上时才能取得理想的再生效果，在此过程中不可避免的会发生活性炭的部分氧化，活性炭强度减小，表面细孔也渐渐扩大，灰分杂质变多等现象，严重降低了活性炭的再生利用率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种印刷行业废气处理与活性炭再生方法，包括以下步骤：

A:预处理：滤除废气中的灰尘和液滴后，对废气进行冷凝干燥处理；

B:废气处理及活性炭再生：将废气通过活性炭吸附板，当所述活性炭吸附板吸附饱和时，更换新的活性炭吸附板进行吸附，同时对吸附饱和的活性炭吸附板进行再生处理，所述活性炭吸附板的再生处理步骤为：

1)废气脱附：使用微波加热和超声波干预对活性炭吸附板进行脱附处理，由真空泵抽出脱附下来的高浓度废气，所述高浓度废气进行燃烧处理，然后对活性炭吸附板进行冷却；

2)正向洗脱：从活性炭吸附板的进气口通入超声雾化的含有0.3-0.5％HCl 的去离子水，然后进行微波加热和超声波干预，由于超声波作用于水滴引起的空化现象和微波加热引发的液滴急剧的沸腾，使活性炭上的残留吸附物被进一步洗脱，冷却；

逆向洗脱：从活性炭吸附板的出气口通入雾化的含有0.3-0.5％HCl的去离子水，达到一定的饱和度后再次进行微波加热和超声波干预，活性炭上的残留吸附物被基本洗脱；

3)活化再生：通入活化气体，使用静电发生器通入静电，同时使用超声波发生器发射间歇性超声波，促进活性炭颗粒的蓬松和活化，冷却待用。

所述活性炭吸附板的内部吸附填充物由90-92％的小于100目细度的椰壳活性炭，4-8％的经表面疏水处理的泡沫陶瓷颗粒和2-4％的微波吸收物组成。

优选的，所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其中所述活化气体为含有0.01-0.02％气态HCl的酸化二氧化碳气体。

优选的，所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其中所述微波吸收物为碳化硅或氧化锆。

优选的，所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其中所述活性炭吸附板是否吸附饱和由废气浓度监测装置对处理后的废气进行实时监测，判定处理后的废气是否达到国家排放标准，如果达到，则视为活性炭吸附板未饱和，如果未达到，则视为活性炭吸附板饱和。

优选的，所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其中所述预处理步骤中，使用带有静电吸附功能的泡沫陶瓷气体过滤装置来滤除废气中的灰尘和液滴。

优选的，所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其中所述微波加热的最高加热温度为680-700℃。

优选的，所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其中所述步骤1) 废气脱附的脱附时间为20min，其中废气脱附过程中的微波加热按照设定的微波加热曲线来升温加热。

优选的，所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其中所述1)、2)、3)步骤中所使用的超声波频率为50KHz-100KHz。

本发明现对于现有技术，有益效果为：

1、采用微波加热配合超声波干预，加热再生所需温度比普通加热再生法所需温度低，大幅降低了加热再生活性炭所需能耗，对活性炭的损伤小，同时也更安全。

2、本发明所采用的正向洗脱和逆向洗脱法洗脱彻底，活性炭的再生利用率可达93％以上，活性炭吸附板再生8-10次以上才出现吸附能力的明显下降，降低了企业成本，节能环保。

3、通过废气监测装置阀门的状态控制，实现了印刷行业废气的自动不间断连续处理，占地面积小，人力成本耗费小。

4、普通加热再生法一般只能使细度小于50目的活性炭再生，本发明的再生方法可使细度在100目以内的活性炭颗粒再生。

附图说明

图1为印刷行业废气处理与活性炭再生方法示意图。

图2为一种应用印刷行业废气处理与活性炭再生方法的设备示意图。

图3为微波加热曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施；

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加；

实施例1：

一种应用图1所示的印刷行业废气处理与活性炭再生方法的设备，包括：预处理器1、冷凝干燥器2、活性炭吸附板3、微波加热器4、超声波发生器 5、水冷器6、真空泵7、静电发生器8、燃烧器9和废气浓度监测器10；其中，沿废气净化流通方向依次设有所述预处理器1、冷凝干燥器2、活性炭吸附板3、废气浓度监测器8；所述第一活性炭吸附板3搭配有微波加热器4、超声波发生器5、水冷器6、真空泵7、静电发生器8和燃烧器9；在第二活性炭吸附板11上也有与第一活性炭吸附板3相同的搭配。所述各设备通过管路和电控阀门12连接。

所述第一活性炭吸附板3所搭配的微波加热器4最高加热温度为700℃，可以在保证脱附效果的同时，减轻高温下活性炭的氧化，提高活性炭的再生率，延长其使用寿命。所述超声波发生器5发出的超声波提高了脱附效果，同时超声波发生器也可以提供雾化的去离子水。所述水冷器6有喷淋水功能，可加快第一活性炭吸附板3的降温。所述真空泵7将脱附下来的废气抽送至燃烧器9，同时维持第一活性炭吸附板一定的真空度，避免第一活性炭吸附板31在被加热至高温时发生爆炸。所述燃烧器81将脱附下来的废气进行集中燃烧处理，燃烧后的代谢产物为二氧化碳、水、一氧化碳等。废气经过脱附、燃烧等处理，实现安全高效的无害化处理。

所述各管路间设有电控阀门12，电控阀门12由废气浓度监测器10发出信号来控制，实现废气管路和再生管路在第一、第二活性炭吸附板间的切换。

所述活性炭吸附板3和11的内部吸附填充物由92％的小于100目细度的椰壳活性炭，4％的经表面疏水处理的泡沫陶瓷颗粒和4％的难溶于稀盐酸的氧化锆组成。本发明所采用的活性炭中所含的细度小于100目的椰壳活性炭具有优秀的吸附和再生能力，经表面疏水处理的泡沫陶瓷颗粒可降低活性炭的结块率，同时降低超声波在活性炭中的衰减，提高超声波的脱附功效；

废气吸附处理及活性炭再生程序如下：

废气吸附处理程序：将废气通入带有静电吸附功能的泡沫陶瓷气体过滤器1滤除废气中的灰尘和液滴；再使废气通过冷凝干燥器2，使废气中的大部分水分和部分易被液化的废气成分冷凝，同时也降低废气温度，使其更容易被第一活性炭吸附板3吸附。

将废气导入第一活性炭吸附板3；此时第二活性炭吸附板11处于待工状态。当位于设备末端的废气浓度监测器10监测到处理后的废气浓度超标，即视为当前处于工作状态的第一活性炭吸附板3吸附饱和；此时所述废气浓度监测器10控制相关电控阀门12的开关，将废气导入第二活性炭吸附板11；同时，所述真空泵7启动，开始对吸附饱和的第一活性炭吸附板3进行活性炭再生处理：

活性炭再生程序：真空泵7抽真空5min后，所述第一活性炭吸附板3所搭配的微波加热器4和超声波发生器5开始工作，微波加热器4的加热曲线如图3所示，被抽出第一活性炭吸附板3中释放的高浓度废气进入燃烧器10 被燃烧处理，图3所示的加热曲线避免了因升温过快而导致爆炸。这个过程持续20min，之后由水冷器6对活性炭吸附板3进行水喷淋冷却；

正向洗脱：从第一活性炭吸附板3的进气口通入雾化的含有0.5％HCl的去离子水，吸附10min后，微波加热器4和超声波发生器51启动10min，活性炭上的残留吸附物被进一步洗脱，冷却；

逆向洗脱：从活性炭吸附板的出气口通入含有0.5％HCl的雾化去离子水，吸附5min后，微波加热器4和超声波发生器5启动10min，活性炭上的残留吸附物被基本洗脱，冷却；

活化：从第一活性炭吸附板3的进气口通入含有0.02％气态HCl的酸化二氧化碳气体，使用静电发生器8通入静电，同时使用超声波发生器发射间歇性超声波，促进活性炭颗粒的蓬松和活化；

当第二活性炭吸附板11废气吸附饱和时，对第二活性炭吸附板11重复上述操作。

实施例2:

在废气成分相同的前提下，分别选用首次吸附饱和活性炭吸附板，在实施例1的基础上：

将微波加热器的最高加热温度提高到850℃附近，得到再生活性炭吸附板A；

将微波加热器的最高加热温度降低到500℃附近，得到再生活性炭吸附板B；

将正向洗脱和逆向洗脱步骤省去，得到再生活性炭吸附板C；

将逆向洗脱步骤省去，得到再生活性炭吸附板D；

将超声波发生器省去，得到再生活性炭吸附板E；

将超声波发生器的超声频率提高到200KHz，得到再生活性炭吸附板F；

将静电发生器省去，得到再生活性炭吸附板G；

将活性炭吸附板的内部吸附填充物中的经表面疏水处理的泡沫陶瓷颗粒省去，得到再生活性炭吸附板H

将首次吸附饱和活性炭吸附板采用普通加热再生法，得到再生活性炭吸附板I；

将各方法所得活性炭吸附板进行测试，所得结果如下：

由上表可知，再生过程中温度越高，超声波频率越高，则再生效果越好，但活性炭颗粒的损耗也越大，超声波干预降低了对加热温度的要求。温度、超声、正向洗脱和逆向洗脱、静电和经表面疏水处理的泡沫陶瓷颗粒均会对活性炭的再生效果产生一定的影响。与普通加热活性炭再生法相比，本发明所采用的再生方法整体吸附效果相差不大，但损耗和灰分累积更少，有利于活性炭的多次再生利用。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于，包括以下步骤：

A:预处理：滤除废气中的灰尘和液滴后，对废气进行冷凝干燥处理；

B:废气处理及活性炭再生：将废气通过活性炭吸附板，当所述活性炭吸附板吸附饱和时，更换新的活性炭吸附板进行吸附，同时对吸附饱和的活性炭吸附板进行再生处理，所述活性炭吸附板的再生处理步骤为：

1)废气脱附：使用微波加热和超声波干预对活性炭吸附板进行脱附处理，由真空泵抽出脱附下来的高浓度废气，所述高浓度废气进行燃烧处理，然后对活性炭吸附板进行冷却；

2)正向洗脱：从活性炭吸附板的进气口通入超声雾化的含有0.3-0.5％HCl的去离子水，然后进行微波加热和超声波干预，由于超声波作用于水滴引起的空化现象和微波加热引发的液滴急剧的沸腾，使活性炭上的残留吸附物被进一步洗脱，冷却；

逆向洗脱：从活性炭吸附板的出气口通入雾化的含有0.3-0.5％HCl的去离子水，达到一定的饱和度后再次进行微波加热和超声波干预，活性炭上的残留吸附物被基本洗脱；

3)活化再生：通入活化气体，使用静电发生器通入静电，同时使用超声波发生器发射间歇性超声波，促进活性炭颗粒的蓬松和活化，冷却待用。

2.如权利要求1所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述活性炭吸附板的内部吸附填充物由90-92％的小于100目细度的椰壳活性炭，4-8％的经表面疏水处理的泡沫陶瓷颗粒和2-4％的微波吸收物组成。

3.如权利要求1所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述活化气体为含有0.01-0.02％气态HCl的酸化二氧化碳气体。

4.如权利要求2所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述微波吸收物为碳化硅或氧化锆。

5.如权利要求1所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述活性炭吸附板是否吸附饱和由废气浓度监测装置对处理后的废气进行实时监测，判定处理后的废气是否达到国家排放标准，如果达到，则视为活性炭吸附板未饱和，如果未达到，则视为活性炭吸附板饱和。

6.如权利要求1所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述预处理步骤中，使用带有静电吸附功能的泡沫陶瓷气体过滤装置来滤除废气中的灰尘和液滴。

7.如权利要求1所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述微波加热的最高加热温度为680-700℃。

8.如权利要求1所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述步骤1)废气脱附的脱附时间为20min，其中废气脱附过程中的微波加热按照设定的微波加热曲线来升温加热。

9.如权利要求1所述的印刷行业废气处理与活性炭再生方法，其特征在于：所述1)、2)、3)步骤中所使用的超声波频率为50KHz-100KHz。