Biż-żieda fil-strettezza tar-regolamenti ambjentali u l-kuxjenza pubblika dejjem tikber tal-protezzjoni ambjentali, l-importanza tat-teknoloġija tal-irkupru tal-fwar fl-industrija petrokimika saret dejjem aktar prominenti. L-assorbiment tal-karbonju attivat, bħala teknoloġija effiċjenti u ekonomika għall-irkupru tal-fwar, ġie applikat b'mod wiesa 'f'oqsma bħall-faċilitajiet tal-ħażna taż-żejt. Madankollu, waqt it-tħaddim attwali, żieda fit-temperatura anormali fit-tank tal-assorbiment tal-karbonju attivat isseħħ ta 'spiss, li toħloq theddida serja għat-tħaddim sikur tas-sistema u l-effiċjenza tal-irkupru, li teħtieġ riżoluzzjoni urġenti. Dan l-istudju għandu l-għan li jinvestiga bir-reqqa l-kawżi ta 'żieda anormali fit-temperatura f'sistemi ta' rkupru tal-fwar tal-adsorbiment tal-karbonju attivat u jipproponi strateġiji effettivi ta 'prevenzjoni u kontroll biex jipprovdu referenzi għad-disinn ottimizzat u tħaddim sikur ta' sistemi ta 'rkupru tal-fwar.
1 Ħarsa ġenerali lejn Apparat għall-irkupru tal-fwar tal-Assorbiment tal-Karbonju Attivat
Assorbiment tal-karbonju attivatapparati għall-irkupru tal-fwarprimarjament tutilizza l-effiċjenza għolja ta 'assorbiment ta' karbonju attivat biex jassorbi u tirkupra komposti organiċi volatili (VOCs). Minħabba l-vantaġġi tat-teknoloġija tal-assorbiment tal-karbonju attivat f'apparati ta 'rkupru tal-fwar, bħal effiċjenza għolja ta' adsorbiment, adattabilità qawwija, fattibilità ekonomika, u tħaddim stabbli, huma applikati b'mod wiesa 'f'faċilitajiet ta' ħażna taż-żejt lesti, li jagħtu benefiċċji ambjentali u ekonomiċi sinifikanti.
1.1 Fluss tal-Proċess
Iż-żejt tal-assorbiment tal-karbonju attivatsistema ta 'rkupru tal-fwartikkonsisti primarjament minn sistema ta 'trattament minn qabel (filtri, coolers, eċċ.), sistema ta' adsorbiment (tankijiet ta 'assorbiment, saffi tas-sodda tal-karbonju attivat, sistemi ta' dħul, eċċ.), sistema ta 'desorbiment (pompi tal-vakwu, eċċ.), sistema ta' rkupru (torrijiet scrubber, eċċ.), u sistema ta 'kontroll (PLC, sensuri, eċċ., u strumenti).
1) Il-gass ta 'l-exhaust jidħol fis-sistema ta' trattament minn qabel, fejn jiġi ffiltrat u mkessaħ qabel ma jidħol fis-sistema ta 'adsorbiment.
(2) Il-gass ta 'l-exhaust jidħol fis-sistema ta' adsorbiment, fejn il-VOCs huma adsorbiti minn karbonju attivat fis-sodda ta 'adsorbiment, u l-gass purifikat jiġi emess.
(3) Il-gass ta 'l-exhaust jidħol fis-sistema ta' desorbiment. Meta l-karbonju attivat jilħaq is-saturazzjoni tal-adsorbiment, jaqleb għall-mod ta 'desorbiment biex jiddesorbi l-VOCs.
(4) Il-gass tal-egżost jidħol fis-sistema ta' rkupru, fejn il--gass VOCs b'konċentrazzjoni għolja wara d-desorbiment jiġi rkuprat.
(5) Is-sistema ta' kontroll tas-sistema timmonitorja u taġġusta l-parametri f'ħin reali- fl-istadji kollha biex tiżgura tħaddim effiċjenti u stabbli tas-sistema.
1.2 Prinċipju ta' Ħidma
Il-prinċipju tal-qalba tax-xogħol tas-sistema tal-irkupru tal-fwar taż-żejt tal-adsorbiment tal-karbonju attivat huwa li tassorbi b'mod selettiv taħlitiet tal-fwar taż-żejt bl-użu tal-karbonju attivat, tissepara VOCs mill-gass tal-egżost, u mbagħad tirkupra VOCs ta '-konċentrazzjoni għolja permezz tal-proċess ta' desorbiment. Il-proċess jikkonsisti primarjament fi stadji ta 'adsorbiment, desorbiment u rkupru.
(1) Stadju ta 'assorbiment.
Ibbażat fuq l-istruttura fiżika u kimika unika tal-karbonju attivat, li tippermetti l-qbid u l-iffissar ta 'impuritajiet fil-gassijiet (bħal komposti organiċi u molekuli ta' riħa), meta l-gass tal-egżost li jkun fih VOCs jgħaddi mis-sodda tal-karbonju attivat wara l-filtrazzjoni u t-tkessiħ, il-karbonju attivat jassorbi b'mod effettiv il-molekuli tal-VOC, u l-gass purifikat jiġi skarikat f'konformità mal-istandards. Il-mekkaniżmu ewlieni tal-assorbiment tal-karbonju attivat jista 'jinqasam f'żewġ tipi: adsorbiment fiżiku u adsorbiment kimiku. L-assorbiment fiżiku jinkiseb permezz tal-forzi ta 'van der Waals bejn il-molekuli. Molekuli adsorbati
(bħal VOCs, pigmenti, eċċ.) Jinqabdu mill-istruttura poruża u l-erja tal-wiċċ speċifika kbira tal-karbonju attivat. L-assorbiment kimiku huwa ddominat minn reazzjonijiet tal-wiċċ. Molekuli adsorbati jiffurmaw rabtiet kimiċi (bħal rabtiet kovalenti, bonds ta 'l-idroġenu, jew skambju joniku) bi gruppi funzjonali fuq il-wiċċ tal-karbonju attivat, osservati b'mod komuni fl-assorbiment ta' molekuli polari (bħal jonji tal-metall tqil jew gassijiet aċidużi). Is-sustanzi li jniġġsu primarji fil-faċilitajiet tal-ħażna taż-żejt huma VOCs, fejn l-adsorbiment fiżiku jiddomina, iżda l-adsorbiment kimiku m'għandux jiġi injorat, speċjalment f'kundizzjonijiet ta'-temperatura għolja jew fil-preżenza ta' gruppi funzjonali speċifiċi.
(2) Stadju ta 'desorbiment.
Wara li l-karbonju attivat jilħaq is-saturazzjoni tal-adsorbiment, il-proċess tad-desorbiment tas-sustanzi adsorbiti mill-wiċċ tal-karbonju attivat bl-użu ta 'metodi fiżiċi jew kimiċi huwa pass kritiku għar-riġenerazzjoni u l-użu mill-ġdid tal-karbonju attivat. Metodi komuni jinkludu desorbiment termali, desorbiment tal-pressjoni, u desorbiment ta 'spostament. Id-desorbiment tal-pressjoni huwa komunement użat fil-faċilitajiet tal-ħażna taż-żejt. Dan jinvolvi t-tnaqqis tal-pressjoni tas-sistema bl-użu ta 'tagħmir bħal pompi tal-vakwu biex jitnaqqas l-ammont ta' adsorbat fuq il-wiċċ tal-karbonju attivat. Ladarba titnaqqas il-pressjoni, l-ekwilibriju tal-adsorbiment jiġi mfixkel, u l-molekuli adsorbati jiddesorbu mill-attivat
wiċċ tal-karbonju.
(3) Stadju ta 'rkupru.
Il--gass VOCs b'konċentrazzjoni għolja wara d-desorbiment jidħol fis-sistema ta' rkupru, fejn jista' jiġi rkuprat bl-użu ta' metodi bħal assorbiment, kondensazzjoni, jew separazzjoni tal-membrana biex jitnaqqas it-tniġġis ambjentali u l-iskart tar-riżorsi. L-assorbiment fiżiku jintuża b'mod komuni f'faċilitajiet ta' ħażna taż-żejt lesti, fejn il-gass VOCs b'konċentrazzjoni għolja-jiġi f'kuntatt kontra l-kurrent ma' assorbent. Is-separazzjoni tinkiseb billi tintuża d-differenza fis-solubilità tal-VOCs fl-assorbenti (bħal gażolina), li tikkawża li l-VOCs jinħall fl-assorbenti.
2 Żieda anormali fit-temperatura fil-karbonju attivat u l-perikli tiegħu
Il-firxa tat-temperatura operattiva normali għall-karbonju attivat hija tipikament 40-60 grad. F'din il-firxa tat-temperatura, il-karbonju attivat iżomm kapaċità għolja ta 'assorbiment u rati ta' assorbiment rapidi. Madankollu, fl-użu attwali,
it-temperatura tas-sodda tal-karbonju attivat tista 'taqbeż b'mod sinifikanti t-temperatura operattiva normali. Ibbażat fuq il-firxa u r-rata taż-żieda fit-temperatura, żieda anormali fit-temperatura tista 'tiġi kklassifikata f'żewġ tipi: żieda fit-temperatura bil-mod u żieda rapida fit-temperatura. Żieda fit-temperatura bil-mod ħafna drabi hija kkawżata mit-tixjiħ tal-karbonju attivat jew l-akkumulazzjoni ta 'traċċi ta' impuritajiet, li tipikament timmanifesta bħala t-temperatura tas-saff tas-sodda tal-karbonju attivat tiżdied gradwalment b'rata ta '1-3 gradi /h, potenzjalment tilħaq livelli perikolużi fi żmien sigħat jew jiem; Żieda fit-temperatura mgħaġġla ħafna drabi hija kkawżata minn konċentrazzjoni tas-sħana adsorbiment lokalizzata jew reazzjonijiet eżotermiċi mhux ikkontrollati (bħal polimerizzazzjoni tal-olefin jew ossidazzjoni tal-kompost tal-kubrit), ikkaratterizzati minn żieda fit-temperatura ta 'aktar minn 10 gradi fi ftit minuti, b'żieda mgħaġġla kontinwa, potenzjalment tilħaq livelli perikolużi fi ftit minuti jew sigħat.
Irrispettivament mill-forma ta 'żieda anormali fit-temperatura fil-karbonju attivat, meta t-temperatura taqbeż ċertu limitu, hija akkumpanjata minn fenomeni anormali bħal tnaqqis fil-kapaċità ta' adsorbiment tal-karbonju attivat, varjazzjonijiet fil-pressjoni tas-sodda, u emissjonijiet eċċessivi tal-gass tal-egżost, u tista 'saħansitra twassal għal kwistjonijiet ta' sikurezza bħal kombustjoni spontanja. Il-perikli huma primarjament manifestati fit-tliet aspetti li ġejjin.
(1) Tnaqqis fl-effiċjenza operattiva.
Żidiet fit-temperatura jnaqqsu l-kapaċità ta 'assorbiment tal-karbonju attivat. Skont it-teorija tat-termodinamika tal-adsorbiment, l-adsorbiment fiżiku huwa proċess eżotermiku, u l-kapaċità tal-adsorbiment tonqos maż-żieda fit-temperatura. L-istatistika tad-dejta sperimentali turi li għal kull żieda ta '10 gradi fit-temperatura tas-sodda, il-kapaċità ta' adsorbiment tal-karbonju attivat għal VOCs bħal benżin u toluene tonqos b'10% sa 17%, li jista 'jwassal għal effiċjenza mnaqqsa ta' rkupru tas-sistema u saħansitra jaqbeż l-istandards tal-emissjonijiet,
jiżdied ir-riskju ta’ pieni ambjentali.
(2) Ħsara fit-tagħmir.
Żidiet fit-temperatura jistgħu jikkawżaw tisħin żejjed lokalizzat fit-tankijiet ta 'assorbiment (eż., fil-ħjatat ta' weldjatura), li jwassal għal korrużjoni ta 'stress termali, reżistenza għall-pressjoni mnaqqsa, u inkapaċità li jinkisbu livelli ta' vakwu waqt id-desorbiment, jew saħansitra deformazzjoni strutturali u qsim tat-tank; waqt id-desorbiment, fwar taż-żejt imsaħħan mis-saff tas-sodda jistgħu jagħmlu ħsara lill-pompi tal-vakwu; temperaturi li jaqbżu l-200 grad jistgħu jikkawżaw kollass ta 'strutturi mikroporużi tal-karbonju attivat, u jnaqqsu l-erja tal-wiċċ speċifika b'40% -
60%, u tnaqqis fil-valur tal-jodju għal 400 mg/g, li jwassal għad-diżattivazzjoni tal-karbonju attivat.
(3) Riskji akbar għas-sikurezza.
Meta t-temperatura tas-saff tas-sodda taqbeż il-punt ta 'awtoignition tal-karbonju attivat, tista' tikkawża fjammi miftuħa. Jekk il-konċentrazzjoni tal-fwar ġewwa t-tank tilħaq il-limitu ta 'splużjoni, tista' twassal ukoll għal inċident ta 'deflagrazzjoni. Kumpaniji ta 'produzzjoni u ħażna ta' kimiċi perikolużi esperjenzaw inċidenti tipiċi simili minħabba żidiet anormali fit-temperatura fil-karbonju attivat. Pereżempju, fl-2021, raffinerija esperjenzat inċident minħabba ssettjar ta 'temperatura ta' desorbiment mhux korrett (issettjat għal 180 grad, b'valur tad-disinn ta '120 grad), li wassal biex it-temperatura tas-sodda tal-karbonju attivat titla' għal 250 grad fi żmien 3 sigħat, li rriżulta f'qsim tat-tank, tnixxija VOC ta' 1.2 tunnellati, u telf ekonomiku dirett jaqbeż 1.2 tunnellati.
5 miljun wan. Fl-2019, il-komposti tal-kubrit akkumulaw u ossidizzati fuq il-wiċċ tal-karbonju attivat f'faċilità tal-ħażna taż-żejt mhux raffinat, u wassal għal kombustjoni spontanja f'hotspot lokali ta' 310 grad. In-nar infirex għal tankijiet tal-ħażna ħdejn xulxin, u damu 72 siegħa biex jintefa.
