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摘 要：介绍了锂系橡胶装置目前尾气排放现状及存在的问题，通过对碳吸附技术的原理、工艺流程等探讨分析，碳吸附技术可以在装置尾气回收中加以应用，从而有效回收尾气中的烃类物质，解决尾气排放污染环境、装置溶剂消耗高等问题，通过有效减排，并取得较大的经济效益。
关键词：碳吸附;橡胶装置;尾气回收;环己烷
引言
橡胶装置尾气主要成分为氮气和环己烷。其中氮气是空气的主要成分，无色、无臭、无味，无毒、可以直接排放;环己烷易向大气挥发，不仅污染环境，而且造成了资源的极大浪费，属国家控制性排放气体。由于废气成分较单一（主要为氮气和环己烷），环己烷含量高（262.906g/ m3根据蒸汽分压核算），回收利用价值高（环己烷约11000元人民币每吨）适合回收利用，采用溶剂回收工艺。在回收VOCs方面，吸附法是目前技术最成熟，应用最广泛，与冷凝法连用，达到经济、有效回收VOCs的目的。该方法利用吸附剂与环己烷分子的亲和作用吸附环己烷分子，不吸附空气，从而达到分离的目的。目前普遍使用的吸附介质是活性炭，SBS装置产生的尾气进入活性炭吸附装置，通过两级吸附后，99%以上的环己烷被吸附，氮气可达标直接排放。
1 碳吸附技術原理
碳吸附技术是采用固体吸附剂将废气中的有机组分吸附而达到净化的目的。工业生产中常用活性炭、活性炭纤维、憎水性沸石（分子筛）等作为吸附剂，它应用于处理较高、中、低浓度的有机废气，净化效率可达到90%以上。
活性炭吸附系统的处理范围宽，可处理分子量在40-150间、沸点较低的有机废气;系统设备简单、适用范围广、净化效率高，是一种常用的废气治理与回收技术，也是目前应用最广的治理技术。吸附净化工艺可以分为吸附回收工艺和吸附氧化工艺两种;吸附技术主要包括固定床吸附技术、移动床（含转轮）吸附技术、流化床吸附技术和变压吸附技术等;吸附设备可以分为固定床、移动床和流化床吸附器三种。
针对橡胶部尾气排放实际情况，从不同吸附净化技术的应用范围和工艺设备的成熟程度来看，固定床吸附/水蒸气脱附/冷凝回收工艺成熟，设备运行稳定，是装置选择采用的的最优选案。利用吸附回收技术可以将废气中的环己烷进行回收利用，具有较好的经济和环保效益。
2 碳吸附工艺流程
SBS装置排放废气经集中收集后，先经前处理（压缩冷凝装置），除去废气中的部分环己烷，再进入第一级吸附器进行吸附，经过一级吸附后的尾气进入第二级吸附器进行吸附，然后达标排放。吸附饱和的活性炭用水蒸汽加热经两级吸附处理的废气进行脱附，脱附出的溶剂进入前处理压缩冷凝装置进行冷凝，并对冷凝液化的环己烷进行回收。脱附结束后启动干燥风机进行降温除湿，吹出的带有水汽的干燥风，可通过风管直接排入大气。
上述过程均由PLC程序控制，同时将控制线引入SBS装置DCS控制系统，实现集中控制。
3 尾气吸附系统操作过程
尾气先经过活性炭吸附罐进行吸附，吸附达到饱和临界设定值，吸附罐阀门关闭，启动备用活性炭吸附罐。饱和活性炭吸附罐转入再生模式，再生状态下，真空泵进出口阀门开启，其他阀门全部处于关闭状态。真空度达到设定值，吹扫阀门开启，利用空气对活性炭吸附床进行擦洗。再生结束后，碳罐缓慢恢复压力至常压，并进入待机状态。
废气经过预处理后再进入吸附装置内，由固定床内的活性炭对其进行吸附，当吸附饱和后，将热氮气通入吸附装置进行脱附，脱附完后对吸附装置排汽，进行再生，脱附产物经过原压缩冷凝装置进行冷凝液化后进入分离箱，分离后得到有机溶剂。
4 尾气吸附设备运行参数
活性炭对尾气中环己烷具有良好的吸附能力，吸附效率高，反应速率快;而对氮气基本上不具有吸附作用，可将环己烷与氮气全面彻底分离，实现达标排放。
（1）结构形式：根据废气性质和排放特征，装置采用固定床活性炭吸附系统对尾气进行浓缩，通过浓缩再生（热氮气再生）出高浓度有机废气进行冷凝回收处理，实现环己烷的资源化利用。
（2）吸附容量：活性炭对总VOCs的饱和吸附量计算
选用某种活性炭的参数如下：
堆积密度=450kg/m3，=5mm，空隙率=0.40。
由废气中环己烷在活性炭中吸附的平均静态饱和吸附容量a=0.300kg/kgAC。
设计容量能满足连续运行16小时需要。
（3）固定床吸附器主要参数
选定吸附器中的气速小于0.5m/s，此时吸附带长度大于为0.6m，尾气在吸附带中停留时间大于1S。
吸附器形式：立式（3套，2用1备）
有效过滤面积：优于气速要求
过滤风速：小于0.5m/s
过滤层厚度为：大于600mm
吸附带内的活性炭量：确保连续有效运行时间大于16小时
功率消耗：运用压缩机压力余量，无需新增动力设备。
（4）脱附温度控制
脱附温度设置为150℃左右
5 效益分析
5.1 环保效益--减排VOCs，有效防治环境污染
年减排VOCs量核算：
进口浓度：262.906g/ m3 出口浓度：小于120mg/m3
气量：480m3/h 减排量：126.137kg/h
每年按8000小时计算，年可减排VOCs1009.096吨。
5.2 经济效益
按回收率90%计算：1009.096×90%=908.186吨
环己烷价格按11000元每吨计算：908.186×11000=999.005万元
可节约溶剂投资近千万元。
6 结语
通过将碳吸附技术应用于橡胶装置尾气回收治理项目中，不仅能有效回收尾气中的烃类物质，解决尾气排放污染环境、装置溶剂消耗高等问题，还能通过有效减排，取得较大的经济效益。
关键词：碳吸附;橡胶装置;尾气回收;环己烷
引言
橡胶装置尾气主要成分为氮气和环己烷。其中氮气是空气的主要成分，无色、无臭、无味，无毒、可以直接排放;环己烷易向大气挥发，不仅污染环境，而且造成了资源的极大浪费，属国家控制性排放气体。由于废气成分较单一（主要为氮气和环己烷），环己烷含量高（262.906g/ m3根据蒸汽分压核算），回收利用价值高（环己烷约11000元人民币每吨）适合回收利用，采用溶剂回收工艺。在回收VOCs方面，吸附法是目前技术最成熟，应用最广泛，与冷凝法连用，达到经济、有效回收VOCs的目的。该方法利用吸附剂与环己烷分子的亲和作用吸附环己烷分子，不吸附空气，从而达到分离的目的。目前普遍使用的吸附介质是活性炭，SBS装置产生的尾气进入活性炭吸附装置，通过两级吸附后，99%以上的环己烷被吸附，氮气可达标直接排放。
1 碳吸附技術原理
碳吸附技术是采用固体吸附剂将废气中的有机组分吸附而达到净化的目的。工业生产中常用活性炭、活性炭纤维、憎水性沸石（分子筛）等作为吸附剂，它应用于处理较高、中、低浓度的有机废气，净化效率可达到90%以上。
活性炭吸附系统的处理范围宽，可处理分子量在40-150间、沸点较低的有机废气;系统设备简单、适用范围广、净化效率高，是一种常用的废气治理与回收技术，也是目前应用最广的治理技术。吸附净化工艺可以分为吸附回收工艺和吸附氧化工艺两种;吸附技术主要包括固定床吸附技术、移动床（含转轮）吸附技术、流化床吸附技术和变压吸附技术等;吸附设备可以分为固定床、移动床和流化床吸附器三种。
针对橡胶部尾气排放实际情况，从不同吸附净化技术的应用范围和工艺设备的成熟程度来看，固定床吸附/水蒸气脱附/冷凝回收工艺成熟，设备运行稳定，是装置选择采用的的最优选案。利用吸附回收技术可以将废气中的环己烷进行回收利用，具有较好的经济和环保效益。
2 碳吸附工艺流程
SBS装置排放废气经集中收集后，先经前处理（压缩冷凝装置），除去废气中的部分环己烷，再进入第一级吸附器进行吸附，经过一级吸附后的尾气进入第二级吸附器进行吸附，然后达标排放。吸附饱和的活性炭用水蒸汽加热经两级吸附处理的废气进行脱附，脱附出的溶剂进入前处理压缩冷凝装置进行冷凝，并对冷凝液化的环己烷进行回收。脱附结束后启动干燥风机进行降温除湿，吹出的带有水汽的干燥风，可通过风管直接排入大气。
上述过程均由PLC程序控制，同时将控制线引入SBS装置DCS控制系统，实现集中控制。
3 尾气吸附系统操作过程
尾气先经过活性炭吸附罐进行吸附，吸附达到饱和临界设定值，吸附罐阀门关闭，启动备用活性炭吸附罐。饱和活性炭吸附罐转入再生模式，再生状态下，真空泵进出口阀门开启，其他阀门全部处于关闭状态。真空度达到设定值，吹扫阀门开启，利用空气对活性炭吸附床进行擦洗。再生结束后，碳罐缓慢恢复压力至常压，并进入待机状态。
废气经过预处理后再进入吸附装置内，由固定床内的活性炭对其进行吸附，当吸附饱和后，将热氮气通入吸附装置进行脱附，脱附完后对吸附装置排汽，进行再生，脱附产物经过原压缩冷凝装置进行冷凝液化后进入分离箱，分离后得到有机溶剂。
4 尾气吸附设备运行参数
活性炭对尾气中环己烷具有良好的吸附能力，吸附效率高，反应速率快;而对氮气基本上不具有吸附作用，可将环己烷与氮气全面彻底分离，实现达标排放。
（1）结构形式：根据废气性质和排放特征，装置采用固定床活性炭吸附系统对尾气进行浓缩，通过浓缩再生（热氮气再生）出高浓度有机废气进行冷凝回收处理，实现环己烷的资源化利用。
（2）吸附容量：活性炭对总VOCs的饱和吸附量计算
选用某种活性炭的参数如下：
堆积密度=450kg/m3，=5mm，空隙率=0.40。
由废气中环己烷在活性炭中吸附的平均静态饱和吸附容量a=0.300kg/kgAC。
设计容量能满足连续运行16小时需要。
（3）固定床吸附器主要参数
选定吸附器中的气速小于0.5m/s，此时吸附带长度大于为0.6m，尾气在吸附带中停留时间大于1S。
吸附器形式：立式（3套，2用1备）
有效过滤面积：优于气速要求
过滤风速：小于0.5m/s
过滤层厚度为：大于600mm
吸附带内的活性炭量：确保连续有效运行时间大于16小时
功率消耗：运用压缩机压力余量，无需新增动力设备。
（4）脱附温度控制
脱附温度设置为150℃左右
5 效益分析
5.1 环保效益--减排VOCs，有效防治环境污染
年减排VOCs量核算：
进口浓度：262.906g/ m3 出口浓度：小于120mg/m3
气量：480m3/h 减排量：126.137kg/h
每年按8000小时计算，年可减排VOCs1009.096吨。
5.2 经济效益
按回收率90%计算：1009.096×90%=908.186吨
环己烷价格按11000元每吨计算：908.186×11000=999.005万元
可节约溶剂投资近千万元。
6 结语
通过将碳吸附技术应用于橡胶装置尾气回收治理项目中，不仅能有效回收尾气中的烃类物质，解决尾气排放污染环境、装置溶剂消耗高等问题，还能通过有效减排，取得较大的经济效益。