两段循环流化床吸附有机气体实验
摘 要：以Ambersorb 600为吸附剂，甲苯为吸附质，在两级循环流化床吸附装置内进行了吸附特性的实验. 采用PGM–7600型VOCs分析仪测量甲苯的浓度，得到两段循环流化床的压力和空隙率分布及浓度随床高的分布；研究了气体进口浓度和表观气速对吸附效率的影响. 在实验条件下吸附装置效率为95%~98%.
关键词：循环流化床(CFB)；吸附；挥发性有机气体(VOCs)
1 前 言
挥发性有机气体VOCs(Volatile organic compounds)是多种有机物的总称，欧盟定义为在293.15°K (20°C)下蒸汽压超过0.01 kPa的有机物. 常见的VOCs包括丁烷、正己烷、苯、甲苯、丙酮、乙醚等多种物质. VOCs来源广，挥发性大，多具有毒性，威胁企业安全生产，严重影响人类的身体健康，破坏环境.
吸附是处理VOCs的重要手段，可将气流中的污染物含量降至很低的浓度，达到排放标准. 在环保标准日渐严格的情况下，吸附工艺受到广泛的重视. 若采用对有机废气吸附浓缩后再焚烧或回收的处理方式，可使成本大大降低. 依据操作方式不同吸附可分为固定床、移动床和流化床三类. 其中固定床吸附历史悠久，技术比较成熟，应用最为广泛. 移动床和流化床吸附工艺出现较晚，但有许多优点，是未来的发展方向.
流化床吸附的优势是连续操作，吸附剂可以与吸附质连续接触；气流速度比固定床快，气相传质阻力很小，处理量大；传热好，床层温度均匀，用活性炭作吸附剂时避免了活性炭着火现象；吸附剂出入解吸区很方便，避免了设备同一部分冷热的交替循环. 同时流化床操作可以用比较高的解吸温度，能分离高沸点气体[1].
流化床吸附分离也有其缺点：吸附剂磨损消耗量大，操作弹性较差，设备易磨损. 另一个严重缺点是床层内固体颗粒高度返混[2]，可采用床层分级的方式使气相和固相总体逆流接触抑制返混，但同时使结构变得复杂. 1959年，英国Courtaulds公司的粘胶纤维厂进行了流化床吸附器脱除废气中CS2的工业实践[3]. 目前商业化流化床吸附系统有美国American Purification 公司的Polyad?[4]，Union Carbide公司的PuriaSiv 相对于鼓泡床与流化床，循环流化床有更高的操作气速和更大的处理量，同时对吸附剂和设备也提出了更高的要求. 目前，对循环流化床吸附过程的研究较少, 尚处于实验研究阶段，已有采用循环床吸附–变压变温解吸处理二氧化碳的工艺研究[6]. 影响循环流化床吸附应用的主要问题是吸附剂和设备的磨损. 本工作设计了一种两级循环流化床吸附器，每级吸附段内气相近似平推流，固相近似全混，通过吸附剂两级之间流动实现总体逆流接触，提高吸附剂利用率. 在该吸附器上进行了吸附实验，分析了气体进口浓度、进口气量对吸附效率的影响。
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