类、

二氯甲烷、

二氯乙烷、

氯乙烯、

环己烷等有机气体

的回收 ,回收率大都在 95

以上 ,经济效益和社会

效益都十分显著。

　工艺流程简述

采用活性炭纤维为吸附剂回收尾气中的环己烷

工艺流程见图 1 。

图

　利用活性炭纤维回收环己烷工艺流程示意

由图 1 可见 ,3 个吸附器共用一套管路系统 ,运

行时相互切换。3 个吸附器依次进入吸附 —脱附和
再生 —干燥工序 ,即当吸附器 1 吸附时 ,吸附器 2 脱
附和再生 ,吸附器 3 干燥。运行时 ,含环己烷的废气
由吸附器 1 下部进入 ,穿过其中的活性炭纤维时环
己烷被吸附 ,净化后的气体从吸附器顶部排出。此
时吸附器 2 处于脱附和再生状态 ,吸附器 3 处于干
燥状态。作为脱附介质的蒸汽从吸附器顶部进入 ,
穿过活性炭纤维 ,将被吸附浓缩的环己烷带出吸附
器进入冷凝器。经过冷凝后 ,环己烷和水蒸气的混
合物流入分离槽分离 ,环己烷被回收 ,冷凝水直接排
放。完成脱附、

脱附和再生、

干燥后的三个吸附器依

次切换、

轮换吸附、

循环往复。由于整个系统一直处

在频繁的切换之中 ,解决好易燃易爆气体系统的密
封问题就显得特别重要。该设计采用了特殊结构的

密封垫和气动两通挡板阀 ,运行过程中动作切换由

PLC 完成 ,使整个系统不出现丝毫泄漏 ,保证了运行

场所的安全。

　活性炭纤维的特性

以活性炭纤维与颗粒活性炭为吸附剂回收尾气

中环己烷的工艺参数比较见表 1 。

显而易见 ,采用活性炭纤维比颗粒活性炭吸附

环己烷优越得多 ,其原因如下。

1 、

比表面积大

吸附材料的优劣 ,直接关系到装置的投资和运

行成本。工业上对吸附材料的要求是 :比表面积大

(尤其是有效比表面积) ,孔隙率高 ,孔径均匀 ,而且

表

　活性炭纤维和颗粒活性炭回收环己烷的工艺参数

项目名称

吸附剂

颗粒活性炭

活性炭纤维

吸附压力要求

有的需要加压

全部常压

吸附床层阻力

大

小

解吸有机溶剂需蒸汽量

～

5 kg/ kg

< 2 kg/ kg

吸附时对床层冷却

需要

不需要

热空气干燥

需要

不需要

冷空气降温

需要

个别需要常温空气降温

吸附剂用量

较多

较少

吸附剂有效使用时间

≤

～

5 a

运行周期

(

吸附

解吸

)

数小时

～

40 min

自动化程度

大部分为手动

全自动

运行费用

高

低

环己烷回收率

≈

> 95

投资回收期

≈

< 1a

脱附后残留量尽可能少

[ 1 ]

。

颗粒活性炭比表面积一般为 700～1 000 m

/ g ,

其当量直径一般在几毫米 ,甚至十几毫米。微孔孔
道长 ,而且孔径不均 ,除小孔外 ,还有 0. 001～0. 010

μm 的中孔和 0. 5～5. 0μm 的大孔。

活性炭纤维比表面积达 1 000～2 500 m

/ g 。根

据 Langmuir 吸附理论 ,吸附剂的吸附容量和它的比
表面积成正比

[ 1 ]

。由于微孔开在纤维细丝表面 ,所

以孔道极短 ,与颗粒活性炭相比差 2～3 个数量级 ,
使活性炭纤维吸附容量增大 ,吸附和脱附速率提高。
资料表明 ,活性炭纤维的吸附速率是颗粒活性炭的

10～100 倍

[ 2 ]

。同时 ,孔径均匀 ,绝大多数为 0. 002

μm 左右的小孔 ,特别适合气体吸附 ,且有效比表面

积也更大。文献介绍 ,活性炭纤维的吸附容量是普
通颗粒活性炭的 1～40 倍

[ 3 ]

。这两种吸附剂对部分

有机物平衡吸附量见表 2

[ 4 ]

。

许多工程实践都证明 ,活性炭纤维的吸附回收

率可达 92

～98

;在同等条件下使用寿命是普通

颗粒活性炭的 3～4 倍 ,大大延长了设备的使用寿命
并降低了设备的年均投资。

　　　表

　活性炭纤维与颗粒活性炭对部分有机物

的平衡吸附量

吸附剂

平衡吸附量

(

计

) / 1

丁硫醇苯甲苯三氯乙烯苯乙烯乙醛环己烷

活性炭纤维

4 300

135

颗粒活性炭

117

2 、

用量少而轻

据介绍

[ 5 ]

,河北中环环保设备有限公司研制开

・

2004 年第 6 期

林先平

1 活性炭纤维吸附回收尾气中的环己烷