1. Principales formes d’adsorption et de désorption
L'adsorption est le processus par lequel des adsorbants accumulent ou condensent un ou plusieurs composants dans un mélange gazeux à la surface pour réaliser la séparation. Les adsorbants couramment utilisés comprennent le charbon actif granulaire, le charbon actif en nid d'abeille, le feutre en fibre de charbon actif, la zéolite en nid d'abeille, la roue de zéolite, etc. L'efficacité de purification de la méthode d'adsorption est légèrement supérieure à 90 %. Selon les normes d'émission en vigueur, il traite généralement des gaz résiduaires ayant une concentration inférieure à 800 mg/m³ et une température inférieure à 40°C.
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| Charbon actif en piliers | Charbon actif en nid d'abeille | Feutre en fibre de charbon actif |
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| Zéolite granulaire | Zéolite en nid d'abeille | Roue de zéolite |
La désorption est la régénération de l'adsorbant, qui fait référence au processus de séparation de l'adsorbat de l'adsorbant au moyen de vapeur à haute température, de purge de gaz chauds et de réduction de pression.
2. Principe d'adsorption sur roue zéolite
L'ensemble roue d'adsorption de zéolite (cassette) est un roulement central et un cadre circulaire de support autour du roulement qui supporte le rotor. Le rotor est constitué d'un support d'adsorption de zéolite et de fibre céramique. La roue contient un joint permettant de séparer les gaz d'échappement traités et les gaz propres libérés après traitement. Le matériau est constitué d'un matériau souple (généralement du silicium) qui doit être capable de résister à la corrosivité des COV et aux températures de fonctionnement élevées. Le joint sépare l'ensemble roue d'adsorption de zéolite en nid d'abeille en une zone d'adsorption de base (zone d'adsorption) et une zone de régénération et de désorption (zone de régénération ; zone de désorption). Cependant, afin d'améliorer la capacité de traitement par adsorption de la roue, il est courant d'ajouter une zone de refroidissement d'isolation (Cooling zone ou Purge zone) aux deux premières zones. Habituellement, la zone d'adsorption est plus grande, tandis que la zone de désorption et la zone de refroidissement sont deux côtés de traitement plus petits avec des surfaces égales. Parfois, elle peut être divisée en plusieurs zones de série pour des besoins spéciaux, et la roue d'adsorption est utilisée avec un ensemble d'équipements d'entraînement électrique pour faire tourner la roue, de sorte que la roue peut avoir une vitesse variable pendant le traitement et contrôler la capacité de rotation 2 à 6 fois par heure.
Une fois que les gaz résiduaires COV émis par l'usine entrent dans le système, la première étape consiste à passer à travers un rotor composé de zéolite hydrophobe, et les polluants COV sont d'abord adsorbés sur le rotor ; la deuxième étape du processus de désorption consiste à faire passer les gaz résiduaires (environ 180 à 250°C) traités dans la zone de refroidissement qui est préchauffée après échange thermique avec le système d'incinération en aval dans le rotor pour désorber la matière organique à haute température. À ce stade, la concentration en polluants sortants peut être contrôlée pour être environ 5 à 20 fois supérieure à celle des gaz résiduaires entrants, et la matière organique désorbée peut être incinérée à une température supérieure à 700 °C dans la troisième étape ou condensée pour être récupérée et réutilisée. Cela peut réduire la taille de l'unité de traitement des gaz résiduaires ultérieure, les coûts d'exploitation et les coûts d'équipement initiaux.
Les unités de traitement de la meule zéolithe sont les suivantes :
Le corps de la roue zéolitique est composé de substrats solides spécifiques recouverts d'une couche de poudre adsorbante. Le substrat est constitué de fibre de céramique, de verre ou de charbon actif par frittage. La fibre céramique est la plus largement utilisée en raison de sa résistance aux températures élevées, de sa stabilité thermique élevée, de sa lavabilité, de son ininflammabilité et de sa résistance aux acides et aux alcalis. Le type d'adsorbant varie en fonction de la composition du gaz à traiter. Généralement, du charbon actif, de la zéolite, etc. peuvent être utilisés. L'épaisseur de la roue est généralement de 25 à 45 cm.
La matrice de la roue zéolitique est une surface en fibre céramique recouverte d'une couche d'adsorbant, généralement du charbon actif ou de la zéolite hydrophobe, pour former une roue circulaire en forme de nid d'abeille, divisée en deux zones, à savoir la zone de traitement par adsorption et la zone de régénération et de désorption. Cependant, afin d'améliorer la capacité d'adsorption de la roue, une zone de refroidissement est parfois conçue entre les deux zones. Habituellement, la zone d'adsorption est plus grande, et la zone de désorption et la zone de refroidissement sont deux zones de traitement plus petites de même surface.
Équipement de récupération de chaleur : après avoir brûlé ou oxydé des COV, la température de l'air pur peut atteindre 500-700 ℃. Cette partie de l’air est récupérée via un échangeur thermique pour récupérer de l’énergie thermique. Dans le même temps, la température de l'air pur est abaissée puis dirigée vers la zone de désorption du rotor pour la désorption. Si la température est trop élevée, le rotor peut brûler. Par conséquent, la température entrant dans le rotor ne doit pas être trop élevée. Généralement, un équipement de récupération de chaleur à deux étages est installé et un ventilateur est ajouté pour introduire de l'air frais et le mélanger avec l'air brûlé afin de contrôler la température de désorption dans la plage de 180 à 220 ℃. Afin de traiter les gaz résiduaires de COV, en plus du système d'incinération à rotor de concentration par adsorption de zéolite, un condenseur est installé à la sortie des gaz d'échappement pour pré-détourner et traiter les COV à point d'ébullition élevé (tels que MEA, BDG, DMSO).
3. Principe de récupération de la condensation avant et après adsorption sur charbon actif
Les gaz résiduaires sont collectés par le système de collecte et entrent dans le dispositif d'adsorption pour traitement.
Pendant l'adsorption, le flux d'air pénètre dans le lit d'adsorption depuis la partie inférieure du lit, et les gaz d'échappement propres après adsorption sont évacués par le tuyau d'échappement. Une fois que l’adsorption atteint le temps défini, elle passe à l’étape de désorption. Pendant la désorption, la vapeur saturée pénètre dans le lit d'adsorption et le solvant adsorbé dans le lit quitte le lit d'adsorption avec la vapeur d'eau et entre dans le refroidisseur.
Le condensat est refroidi en dessous de 40 °C, le gaz non condensable retourne à l'avant du ventilateur pour être réadsorbé, et le solvant et l'eau condensée entrent dans le réservoir de stockage de solvant pour un stockage temporaire.
Selon les exigences du processus, le temps de désorption et le temps intermittent pendant le fonctionnement automatique peuvent être réglés via l'écran tactile, et le temps d'adsorption est égal à la somme du temps de désorption et du temps d'attente.
L'équipement fonctionne automatiquement sans avoir besoin de personnel de service. Le système de contrôle électrique peut être installé sur site ou dans la salle de contrôle centrale. La charge de travail de maintenance est relativement faible.
4. Introduction au système d'adsorption
une. Prétraitement des gaz d'échappement
Conformément aux exigences des spécifications de conception, un canal d'émission de secours est conçu et installé. Le statut d'émission est contrôlé par l'atelier de production pour servir de canal d'émission direct des gaz d'échappement en cas d'accident ou de maintenance des équipements.
bAdsorption
Les gaz d'échappement sont envoyés dans l'adsorbeur à charbon actif par le ventilateur d'admission d'air. Sous l'action de la force de Van der Waals, le solvant organique présent dans les gaz d'échappement est capturé et adsorbé par les micropores du charbon actif. Une fois que le charbon actif est saturé d’adsorption, il est régénéré. Les gaz d'échappement sont purifiés par adsorption sur charbon actif puis évacués proprement.
Les spécifications du réservoir d'adsorption et la quantité de chargement d'adsorbant sont conçues en fonction du volume d'air pour garantir une certaine vitesse du gaz et un certain temps de séjour, afin que l'adsorbant puisse absorber efficacement et complètement le solvant organique présent dans le gaz résiduaire. Le réservoir d'adsorption fonctionne en alternance et l'état de fonctionnement du réservoir d'adsorption est automatiquement commuté par le système de contrôle automatique PLC pour effectuer alternativement les trois processus d'adsorption, de désorption, de refroidissement et de séchage, etc.
5. Sélection du processus
Le processus de traitement est sélectionné après une analyse complète de la source, des propriétés (composition, concentration, température, humidité), du volume d'air et d'autres facteurs des gaz résiduaires. Les procédés de traitement courants pour traiter de grands volumes de gaz résiduaires organiques à faible concentration sont :
1) Adsorption de zéolite, régénération par purge de gaz chauds - combustion catalytique ou incinération à haute température.
2) Adsorption sur charbon actif, régénération de vapeur d'eau ou de gaz chauds - récupération de condensation.
3) Adsorption sur charbon actif, régénération par purge des gaz chauds - combustion catalytique.
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| Organigramme du processus d'adsorption et de désorption | Organigramme du processus de combustion par désorption | Rendus d'équipement de traitement par combustion catalytique par adsorption |
09 Apr,2026 
