油气回收吸附剂的再生方法.pdf

2 O 1 O年 6月 石油学报 石油加工 A C T A P E T R O I E I S I N I C A P E T R o I E U M P R O C E S S I N G S E C T 1 0 N 『 第 2 6 卷第 3 期 文章编号 1 0 0 1 8 7 1 9 2 0 1 0 0 3 0 4 8 6 0 7 油气 回收 吸附剂 的再 生方法 黄维秋 ，吕艳 丽，饶原 刚 常州大学 油气储运技术省重点实验室 ， 江苏 常州 2 1 3 0 1 6 摘要 吸附剂 的再生方法影 响到油气吸附 回收成套技术 的回收效果 、投资成本 、运行 费用及安全性 。详细阐述 了吸 附剂 的热再生法 、真空解吸再生法 、超临界流体再生法、超声波再生法和微波辐射再生法 ，指 出了各种再生方法存 在 的优缺点 。目前 ，应在进一步优化真空解吸的同时，对其他解吸方法也应给予足够重视，并进行系统的基础研究。 关键词 油气 回收 ；吸附剂 ；再生 ；真空 中图分类号 T E 9 9 ， X 5 1 文献标识码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 8 7 1 9 ． 2 0 1 0 ． 0 3 ． 0 2 9 REGENERATI oN TECHNoLoGY oF ADS oRBENT S FoR oI LVAPoR RECoVERY H U ANG W e i q i u。LU Ya n l i 。RAO Yu a ng a n g J i a n g s u Ke y La b o r a t o r y o f Oi l a n d Ga s S t o r a g e a n d丁r Ⅱ 5 p0 r Ⅱ o ”Te c h n o l o g y，C ha n gz h o u Un i v e r s i t y，Ch an g z h o u 2 1 3 0 1 6，Chi n a Ab s t r a c t I n t he o i l va po r r e c ov e r y s ys t e m b y a ds or p t i on s e pa r a t i o n，t h e r e g e n e r a t i o n t e c h no l o gy o f a d s or b e nt p l a y s a d e c i s i v e r ol e i n t h e r e c o ve r y e f f e c t ， s y s t e m i ns t a l l a t i o n a n d o p e r a t i o n c o s t ，a n d s a f e t y ． The a d s or b e n t r e ge ne r a t i o n t e c h no l o gi e s a nd me c ha ni s ms we r e s y s t e mi c a l l y i n t r o du c e d a n d d i s c u s s e d，s u c h a s t he r ma l d e s or p t i on，v a c u um d e s o r pt i o n，s up e r c r i t i c a l f l u i d d e s o r p t i o n，u l t r a s o ni c d e s o r pt i on a nd mi c r o wa v e d e s o r p t i on， a n d t h e n t h e i r a d v a nt a ge a nd d i s a d v a nt a g e we r e a n a l y z e d ． The f u t u r e r e s e a r c h o n t h e a ds o r be n t r e ge ne r a t i on wi l l l i e o n t he o pt i mi z a t i on o f t he v a c u u m d e s o r pt i on t e c hno l o g y a nd on t h e f o un da t i o na l a n d s y s t e m a t i c a l i n v e s t i ga t i o n o f t h e ot he r r e g e ne r a t i o n t e c hn o l o gi e s ． Ke y wo r d s oi l v a p or r e c o v e r y；a d s o r b e n t ；d e s o r pt i o n；v a c uu m 轻质 油 品在储 运 、收 发过 程 中，蒸发 排 放 出来 的是 高浓度 油气l 1 ] ，而各种 吸附剂 的吸 附容量有 限 ， 因此 油气 吸附 回收装 置 中 的吸 附剂 需要 频 繁解 吸再 生才 能循环使 用 。传统 的油 气 吸附 剂解 吸再 生方 法 有水蒸气解吸、热气体解吸等，但都存在一些问题。 现在 多采用 真空解 吸或 真 空 辅 以热 气体 吹扫 等处 理 手段解 吸 ，近年 又 出现 了 电热 再 生 、超 临界 流体 再 生 、超声 波 再 生 、微 波 辐 照 再 生 等 新 兴 解 吸 方 法 。 吸附剂在再生过程 中，其微孔或多或少会受到一定 的影响，吸附容量会有所 降低 ，因此需要选择有效 的吸附剂解 吸再 生方 法 。有 效 的吸 附剂 再 生方 法 既 可改善循环操作条件，使 间歇的吸附分离过程成为 连续的操作过程，提高过程的生产强度和处理能力， 又可使吸附剂再生损耗尽可能小 ，提高其使用寿命 ， 减少资源浪费和能耗。如何高效、经济地再生吸附 剂 ，是油气 吸附 回收技术 中必须重点解决的问题， 同时亦是 国内外 研发 的热点 。笔 者 详 细 阐述 了各 种 吸 附剂的再 生方 法 ，并 指 出了各 种 方 法存 在 的优 缺 点 。 1 吸附剂的热再生 吸附剂的热再生法包括水蒸气解吸、热气体解 收稿 日期 2 0 0 9 0 4 1 7 基金项目江苏省科技攻关计划项 目 B E2 0 0 7 0 7 0 和江苏省常州市工业科技攻关计划项 目 C E 2 0 0 7 0 8 5 资助 通讯联系人 黄维秋 ， E ma i l wi c h e r 2 1 3 1 6 3 ． c o m 第 3期 油气 回收吸 附剂 的再生方法 4 8 7 吸 和电热再 生 ，后 面所 述 的 微 波辐 照 再 生 也应 为 热 再生法 ，但鉴于其特殊性 ，因此单独探讨。 水蒸气热焓 高且易得 ，经济性好。水蒸气解吸 法适 用于脱 附沸 点较 低 的 低 分子 碳 氢 化 合 物 和芳 香 族有机 物 ，对 于 高 沸点 物 质 的 脱 附能 力 较 弱 ，解 吸 周期 长 。对 于活 性炭 吸附剂来 讲 ，用“ 水蒸 气解 吸 干燥” 工艺将 带来 不 少 问题 1 炭 层 温 度 剧增 ，可 能会带来 自燃的危险。一般来说炭层在 1 2 0 ℃下进 行 解吸再 生不 会 引起 自燃 着 火 ，但有 时 为 了提 高设 备 的能力而使用较高 的解吸温度 如 2 0 0 ℃ ，可能 会 引起 自燃 ，如木 质炭 与油 气 的反 应 温 度 为 1 4 4 ℃ ， 与空气 的反应 温度 为 2 0 4 ℃E 2 3 。 2 经 过 多次 循 环 洗 床，吸附剂损耗大 。 3 需设置 2个以上吸附器及配 套水蒸气供给系统 ，系统操作较复杂 ，吸附器需 较 长时间 的冷却 干燥 才 能再 次投 入 使 用 ，投 资 成本 及 操作费用都较大。 4 易造成系统腐蚀 ，对吸附塔耐 压 性要求 高 。 5 回收物 质 的含 水量 较高 ，有 时会影 响 回收 物 的 品 质 。 6 还 存 在 冷 凝 水 二 次 污 染 的 问 题 。因此 ，不推荐这种解吸方法用于油气吸附回收 。 与水蒸气解 吸相 比，热气体解 吸的冷凝水二 次 污染 很少 ，回收 的有 机物 含 水 量 低 ，便 于 进一 步 精 制 回收 ，且 对 吸 附 系统 材 料 要 求 较 低 。其 缺 点 是 ， 热焓 低 ，气 体热 交 换 所需 面积 较 大 ；如 果 采 用热 空 气解 吸 ，会存 在 安 全 隐患 ，并且 氧 气 会 影 响 回收 物 质 的品质 ，需要 控 制再 生 气 体 中氧 含 量 ，从 而增 加 了操作费用 。徐胜男等 一 研究 了活性炭对 甲苯废气 的吸附穿透过程及热空气解吸过程后得出，2 5 0 ℃以 下 的解 吸率 随解 吸 温度 的升 高 而线 性 增 加 ；热 空 气 流速 的增大 也 使解 吸率 增 加 ，0 ． 1 0 6 m／ s以上 解 吸 率增 加变缓 ；解 吸时 间加 长 解 吸 率 升 高 ，但 4 0 mi n 以后基本不变。李 昌耀等 采用热氮气再生 吸附 甲 苯的黏胶基活性炭纤维得到 的结果是 ，再生温度越 高 ，耗 时越 短 ；进 气 流量 越 大 ，耗 时 越 短 ；其 经 济 的再 生 温 度 为 1 3 0 ℃ 左 右 ，进 气 流 量 1 ． 6 L ／ mi n NP T ，再 生 时 间 1 h 。热 空 气 的 温 度 不 能 过 高 ， 过高的温度会促使烃类尤其是烯烃炭化 ，也会引起 自燃 。J o n e s _ 5 认 为 ，把 化学 活化 法生 产 的 活性 炭 放 在空气中加热，其着火温度将 降低至 1 1 0 ～1 1 5 ℃。 Na u j o k a s l 5 ] 认为 ，在许多蓄热着火的事故 中，空气 在吸附溶剂的活性炭中流通具有冷却 与促进氧化的 双重效应 。即在 1 6 o ℃ 以下 ，供 给空 气能使 蓄积氧 化热的活性炭降温 ；而在 1 6 0 ℃ 以上供 给空气则将 导致着火 。尤其当活性炭吸附含有羰基的化合物时 ， 空 气 流进 1 2 5 ℃的 活性炭 ，或 1 2 5 ℃的空 气流进 活性 炭 ，均可使活性炭氧化 而温度升高，有时还出现着 火 现象 。 电热再 生 法 是 以吸 附剂 作 为 电 阻 ，通 入 电 流 ， 产 生焦耳 热来 加 热 再 生 吸 附 剂 。Yu等 研 究 了 以 活 性炭作 为 吸附 剂 的 电 热变 压 吸 附 过 程 ，发现 解 吸 率在不同预热时间下几乎是恒定的，但随着电流强 度和吹扫气体流速的增加而增加；解吸率 可通过调 节电流强度和吹扫气流来控制。C h e n g等 一 对吸附 了苯 的活 性 炭 进 行 电 热再 生 实 验 研 究 及 理 论 分 析 ， 得出为防止任何可能的凝结 ，解吸温度至少应等于 液体 沸 点 在 2 n m 毛 细管 计 算 得 到 的 的结论 。李 永贵等 一 以甲醛为吸附质 ，采用动态吸附法和 电热 解 吸研 究 了活 性炭 纤 维 AC F 的吸 附 及 电热 再 生 性 能 ，得 到 的结论 是 ，活性 炭 对 甲醛 的 饱和 吸 附 量 达 2 9 9 ． 5 mg ／ g ；解 吸 时 间 为 5 rai n，再 生 效 率 达 9 1 ． 3 ；且 AC F损 耗 很 小 。 电热 再 生 法 的解 吸 温 度可 控 制 在 2 0 ～ 2 5 0 ℃ 内 ，与 传 统 热 再 生 法 相 比， 再 生气 体流 量 可 以减 少 1 0 ～2 0 ，因此 效 率 高 、 能耗低 ，处理对象所受局限较少 。随着各种吸附剂 的改进 ，利 用焦 耳效 应解 吸 的方法 可实 现完全 解 吸 ， 且 解 吸时 问短 ，具有 应用 前 景一 ] 。但 是 直 接 电 加 热 时 可能会 出现 过 热 点 ，电极 布 置 连接 和绝 缘 方 面 也 还有 待深 入地 研究 l 】 。 2 吸附剂 的真 空解吸再生 近来 国内外油气 收系统 中已普遍采用真空解 吸的方法 来对 吸 附 剂 进行 解 吸处 理 。真 空 解 吸再 生 法 所需 的时 间短 ，适 用 于 大 吸 附 量 吸 附剂 的 解 吸处 理 ，其 解 吸过程 为吸 热过 程 。本 课题 组 l 1 通 过 油气 吸附一 解 吸的实验研究后认为 ，吸附剂在高真空解 吸 过 程 中 ，几乎 不 出现 置换 再 吸附 ，因此 温 度 呈一 直 下 降趋势 ，不 像 吸 附 过程 那 么 复 杂 ；解 吸 真 空度 越 高 ，越有利于彻底解 吸。由于抽气率大，常规真空 系 统 设 备 的操 作 真 空 度 一 般 为 9 3 ． 3 ～ 9 6 ． 0 k P a ， 要 达到 高真 空需 采 用 多 级 真 空 系统 ，成 本 较 高 。若 辅 以微量 热空 气 吹 扫进 行 深 度 解 吸 ，不 仅 有利 于达 到 良好的解吸再生效果 ，降低操作 费用和能耗，还 有利于卸真空 ，为下一循环吸附做准备 。此 时应注 意 1 热空气加入量不宜过多。否则 ，炭层温升过 高 ，会影响下一循环活性炭吸附容量。同时，过多 的空 气还 会稀 释解 吸 出来 的油气 ，进 而影 响到 回收 塔中油气回收效果。空气量以足够卸真空即可。 2 4 8 8 石油学报 石油加 3 2 第 2 6卷 热空气 的温度 不能 过高。油气 中 C 以下烃 类 的 5 0 ℃时 的饱和蒸 气压 高 于 1 8 k P a ，即使 考 虑 到活 性 炭 内部微 孑 L 的毛细管 凝聚力 ，在操 作压力 8 k P a下 ， 热空气温度不应超过 8 0 ℃，并宜控制在 5 o ℃以下。 如温度过高 ，不仅可能促使烃类化合物尤其是烯烃 的炭化 ，还 可能 引 起 自燃 。同 时 ，对 不 同的 吸附 质 组分 和吸附剂 ，应选定 不 同的热气 温度 。 3 最好 用 热氮气或炼油厂热燃料气来吹扫。 4 因为吸附塔真 空度较 高 ，开始 时 应 缓慢 地 加 入热 空 气 。这一 点 在 工业装 置设计 时尤其 应引起 重视 。 目前 用 于吸附剂 真 空解 吸再 生 的真 空 泵有 湿 式 真空泵和干式真空泵 2种类型 ，各有优缺点 。大型 油气吸附回收系统 中所使用的湿式真空泵一般为液 环真空泵 ，其密封液为乙二醇溶液 ，还需要增设高 效的气一 液分离器。解吸出来的高浓度油气与密封液 一 起进 入气一 液分 离器 ，油气在 其 中与密 封液 进行 分 离 。鉴 于油气 与密 封 液会 处 于 乳化 状 态 ，故可 能 要 选择如旋风气一 液分离器等专门的设备。干式真空泵 为螺杆 等结构 的真 空泵 ，其 显著特 点是没 有密封 液 ， 从而避 免 了密 封液 的添加更 换费用 及对介 质 的污染 ， 也不需要气一 液分离器，耗 电量也相对低 。但其在解 吸过程 如 果 吸 人 空 气 ，在 高 温 下 则 存 在 安 全 隐 患 。 另外对杂质的要求较高，真空度也难以达到很大 。 3 吸附剂 的超临界流体再 生 吸附剂超临界流体再生法是 以超临界流体作为 溶剂 ，将 吸附在活 性炭 上 的 有机 污 染物 溶 解 于超 临 界流体之中，再利用流体性质与温度和压力的关系， 将有机物与超临界流体分离，达到再生 目的。超临 界 C O 无毒、无味、不燃、价廉 ，对环境和产品不 产 生污染 ；同 时 C O 在 临 界 区范 围 内密 度 变 化 较 大 ，可以通过调节温度和压力改变其溶解性 ，使萃 取 和分离易 于实 现 ，省 去 复杂 的脱 除 溶 剂工 艺 ，缩 短工艺流程 ，降低投资和操作费用。超临界 C Oz 对 非极性物质烷烃和中等极性物质包括多环芳烃 、多 氯联苯、醛类、酯类等均为良好的溶剂_ 1 。 1 9 7 9年 ，Mo d e l l 首次采用超临界 C O 进行活 性炭再生 ，回收吸附的酚。该法操作温度低，不改 变 吸附物 的物 理 、化 学 性 质 和 活 性 炭 的原 有 结 构 ， 活 性炭基 本无损 耗 ；便 于 收集 污 染 物 ，有 利 于 吸 附 质 的重 新 利 用 ；切 断二 次 污染 ；可 实 现连 续 操 作 ， 能耗少。活性炭脱附／ 再生阶段可采用超临界流体萃 取技术 ，其操作费用 比水蒸气法降低 5 0 ～9 0 ， 活性炭 的再生效 率 和 再生 后 的 活性 均很 高 ，多 次再 生后 活性 炭 的活性几乎 不变 _ 1 引。臧志清 等_ 1 研究发 现 ，以液态 或超临 界态 的压 缩 C O 可完全 再 生吸 附 甲苯 的 活 性 炭 ，且 采 用 液 态 优 于 超 临 界 态 ；压 缩 C O 对活性炭具有扩孔作用 ，可增加活性炭 的吸附 容量 ，经过多次再生的活性炭吸附容 量稍有下降 ， 约降 5 ％～1 0 ；萃取剂的用量 和密度显著影响着 活性炭 的再 生效 率 ；活 性 炭捆 包 填 充 在 脱 附塔 中 ， 不会显著增加脱附的阻力 。Ta n等[ 1 研究发现，解 吸率随填充床转速 的增加而提高，离心力对解吸起 到了作用，如 甲苯从活性炭完全解 吸用时 5 0 mi n ， 而在填充床不旋转时，6 0 mi n内解吸率为 6 8 ；解 吸率随压力和 C O 流速的增加而提高；在高工作压 力 如 1 5 ． 8 6 MP a 下 ， 最佳解吸温度为 3 1 ． 8 5 ℃。但 是其设 备投 资大 ， 操 作成本 高 。 4吸附剂 的超声波再生 吸附剂 的超声 波再 生是 通 过 超声 波 在 吸附 剂 的 吸附表面上施加能量 ，使吸附质得到足以脱离吸附 表面的能量 ，从 而达到再生的 目的。超声波只是在 局部施 加能 量 ，因而 能耗 较小 ，损 失 率小 。如 超声 波能够很容易地将吸附在活性炭和聚合树脂上而难 以解吸的酚解 吸下来 ，且可 以提高解吸速率 ，减少 解 吸所需的活化能口 。王三反等 研究发现 ，超声 波对活性炭的再生效率主要取决于其作用 时间、炭 粒粒 径 、吸附类 型 等 因 素 。延 长作 用 时 间 ，再 生效 率会 相应增 加 ，但 达 到 一定 时 间后 ，表 层 较易 超声 “ 空 化” 的部 位基 本达 到 新平 衡 ，内部扩 散 出来 的物 质量 已明显减少 ，再延长作用时间再生效率不再增 加。超声波很难通过小于 1 0 n m 的微孔作用到活性 炭 内部 ，其 “ 空化” 作 用 主要 发 生在 活 性炭 表 面及 大 孔 中 。根据 实验 和理 论 分 析 ，并 非 任何 被 活性 炭 吸 附 的物质均 适宜 采用 超 声 波再 生 。超声 波 对不 同吸 附质的解吸率不同，对吸附了多种物质的活性炭使 用 超声波再 生将会 造 成某 些 种 类 的物 质在 炭 内的累 积 ，因而超声波再生 比较适宜于处理吸附了解 吸率 高的单一吸附质的吸附剂 。此外 ，超声波再生法不 同于热再生法 ，它不会改变 吸附质 的结构与形态， 对 活性炭浓 缩 、富集 、 回收 有 用物 质 后 的再 生 十分 有利。L i 等[ 2 叩 对超声场条件下的吸附相平衡关系进 行了实验测试 ，结果表明超声波的存在能使吸附体 系的相平衡状态朝吸附量减少 的方向移动，超声波 能越强的区域吸附剂的吸附能力越小 ，从而强化 了 第 3 期 油气回收吸附剂的再生方法 4 8 9 解吸速率。Ha r n d a o u i _ 2 嵋的研究 结果表 明，超声波 可以显著提高吸附在活性炭上的 一 氯苯 的解 吸率 ； 超声波的作 用 随着 波强度 的升 高而增加 ；在 2 1 ～ 6 3 ℃的温度范围内，解吸率随着温度的升高而增加。 B r e i t b a c h等_ 2 对 聚合 树 脂 进 行 了各 种 解 吸 实 验 研 究 。他 们 用了冷 、热 水 以及 与 不 同频 率 和 强 度 的超 声波。结果表明，超声波强化解 吸的 2个重要因素 是超声波能量耗散产生的热效应和超声波的高频率 ； 随着 再生 的进 行 ，即 使 内部 的温 度 较低 ，超声 波 的 频率越高 ，解吸效果越好 。本课题组 曾将 超声波技 术 引人 常 温常压 吸收法 油 气 回收 装置 l 2 ，优 化 了 回 收工艺，降低了设备投资、运行费用、占地面积及 施工难 度 。真空解 吸罐 中安 装 了超声 波 振 子 ，减 小 了解吸罐的体积，缩短了解吸时间 ，且解吸真空度 可从 0 ． 0 9 7 MP a降 到 0 ． 0 6 MP a ，降低 了真 空 系统 的投 资 。 超声波再生法在解 吸原理上仍存 在一些问题。 不同的体系物性不 同，其吸附热不同，而吸附热决 定了超声波作用下空化气泡闭合时产生的局部高温， 即“ 热点 ” 是否 可 以使吸 附质 与吸 附剂之 间键 的断裂 ， 故对于不 同的体系超声波产生 的效果会有差异 。 同时 ，超 声 波再 生 法会 造 成 局 部 温度 达 上 千 度 、压 力达几十兆帕，其安全性需要论证 ；对工业设备来 说 ，还存在声场分 布的问题 ，这不仅与超声波 的参 数 有关 ，还 与反应 器 的结构 和几何 尺 寸有关 。所 以 ， 要将超声 波 引入工 业 化 应 用 ，尚有 不 少研 究 工 作 要 做 。 5 吸附剂 的微 波辐照再生 吸附剂的微波辐照再生法是热再生法 中的一项 新技术。在微波炉 中，磁控管辐射出的微波在腔 内 形 成微 波 能 量 场 ，并 以极 高 的 速 率 改 变 正 负 极 性 ， 使 活性炭 中吸附 的极性 分 子 随 正 负极 性 改 变 而 高 频 改变方 向 ，在 相 互 碰 撞 、摩 擦 中产 生 高 热 量 ，使 吸 附物质受热挥发和炭化解吸，吸附剂 的孔道重新 打 开 ，从而使吸附剂恢复吸附活性_ 2 引。 微波有很强 的穿透力 ，对反应物起深层加热作 用[ 2 引，效率高、加热快 、能耗低。Op p e r ma n等_ 2 ] 使用微波技术再生吸附了 VOC s的活性炭。实验结 果表明，采用常规 的热再生法 ，吸附剂完全活化需 7 6 0 ℃，而使用微波技术仅需 1 7 7 ℃。B r a d s h a w等_ 2 ] 完成了活性炭再生过程的初步成本评估 ，发现微波 再生方法 比传统的炭再生方法更有优势 。Ha s h i s h o 等[ 2 比较了真空 、热空气和微波再生技术 ，证实利 用微 波再生 技术 相 比其 他 常规 再 生 技术 有 多方 面 的 优势。微波再生 AC F C系统可使常压下吸附质液化 而不需要辅助冷却设备 ，系统简单 、能耗低，且微 波加热温升快可 以加快再生和增加液体 回收，使该 系统更具有成本竞争力。C h e r h a fl s k i 等 提出，当 使用微波解吸时，流化床 吸附是 比固定 床更好 的选 择 ，因为 温度分 布更 加均 匀 。 孙 作 达等口 妇 利用 高频 电磁 波 微 波 再 生废 活 性 炭 。实 验 表 明 ，在 6 0 0 ℃ 时 ，微 波 再 生法 得 到 的 活 性炭的碘吸附值是热再生法的 9 7 ． 2 5 ， 但其电耗仅 为热再生法的 1 ． 9 4 。由于微波加热是利用 电磁波 使水分子和极性分子往复震荡 、相互摩擦产生高温 而 使物 质蒸 发 ，因此 ，微 波 再 生 法 的 含水 量 是 该 再 生 工艺 的关 键 。王欢 等 分 别 采 用极 性 、弱极 性 和 非极性高聚物树脂作为吸附剂 ，苯和甲苯为吸附质 ， 对微波再生吸附树脂的过程进行了研究 。结果表明， 对于 3种吸附树脂 ，微波再生 的解吸率均达 9 O 以 上 ，而热再生的最高解吸率仅达 7 O 左右 ；微波再 生 的床层 温度 要 远低 于热 再 生 的 ，这 表 明微 波具 有 选择 性 加热 的特 征 ；在微 波 场 作 用 下 ， 吸附 剂床 层 的温升 取决 于所 装 填 吸附 剂 的 极性 ，极 性 大者 ，温 升也较大；对于相 同的吸附质，微 波再生效率随吸 附剂极性的增加 而减小 ；对 于相 同的吸附树脂 ，微 波 作用 下 ，苯 比 甲苯更 易 脱 附 。王 红娟 等 。 ] 对 饱 和 吸附 乙醇 的 NKA2 Ⅱ树 脂 进 行 了正 流微 波 辐 射解 吸 和逆 流微 波辐 射 解 吸实 验 。结 果 表 明 ，微 波具 有 快 速均匀加热的优点 ，使得微波解 吸速率高于热解 吸 速率 ，尤其是正流微波辐射 ；热解 吸的加热速率越 低 ，这 种差别 就 越 大 。无 论 是 采 取 正流 微 波 解 吸或 逆流微波辐射 ，它们 的解 吸效果差别不 大。随着吸 附剂床层温度升 高以及吸附剂上 吸附质 量 的减少 ， 床层 吸 收微波 的 能力 下 降 ，从 而床 层 最 终 保持 在 较 低 的恒定 温度 。微 波 解 吸 过程 中床 层 的 温 升不 超 过 8 4 ℃，可避免热解吸时因温度过高 吸附剂易被破坏 的 问题 ，这有 利 于吸 附剂 的循 环 使 用 。陈茂 生 [ 3 如等 采用 微波 加热 法 对 吸 附 甲苯 的活 性 炭进 行 再 生 ，通 过正交实验发现 ，影响微波再生载 甲苯活性炭 的因 素依次是活性炭量 、微波功率 、微波加热时间及载 气线速度 ，再 生次数对活性 炭的吸 附容量影 响小。 张俊丰等 研究发现 ，吸附饱和的疏水沸石能在微 波场中有效再生，有机废气被转化为无害或低害的 水 、C O 、S O 等小 分子物质 ，微波再生后 的吸附 4 9 0 石油学报 石油加工 第 2 6 卷 剂具有与原来相当的吸附容量和表面积。 与传 统热再 生 法 比较 ，微 波再 生 技 术显 示 了高 效 、节能 、均匀 、有 选 择性 、污染 程度 小 的 独特 优 势 ，具有应用潜力和发展前景 。但 目前这一技术主 要还处于实验室阶段，中试较少 ，因此还有待进一 步研究 ，如对 于 以非 极 性烃 为 主成 分 的 油气 、微 波 加热 能否达 到预期 效 果 ，吸 附质 解 吸过 程 中是 否 有 其他 的中 间产 物产 生 ，水蒸 气存 在 时对 活 性炭 系 统 再生的影响等 ；还有温度设定 、微波泄漏、工业化 微波设备 的研究l_ 3 。 ] 或耦 合微 波炉的吸附器结构设 计等 。 6 吸附剂再生方法工业化应用的展望 吸附剂 的再 生方 法 影 响 到油气 吸附 回收成 套技 术的回收效果、投资成本、运行费用及安全性 。目 前 ，在进一步优化真空解 吸的同时 ，对 电热再生 、 超临界流体再生、超声波再 生、微波辐照再生等新 型解 吸再生 方法 也应 给 予 足够 重 视 ，并进 行 系统 的 基础 研究 。超临界 流体再 生法宜 用于可旋 转 吸附床 ， 但设 备投 资 大 ，操 作 成本 高 ，难 以实 现 工业 化 ；超 声波再生法适用于流化床，优化吸附法油气 回收技 术 ；微波再 生 法适 用 于 固定 床 ，需 密闭 ，关 键 问题 是微 波泄漏 及微 波对极 性 与 非极 性 分 子再 生效 果 不 同。纯真空解吸法的成本高，因此可以在低真空下 ， 将上述几种再生方法替代热气体解 吸，形成集成工 艺 ，这 样就不 需 要很 高 的真 空 度 ，用 常规 的 真空 泵 即可 ，不仅解决了高真空带来的问题 ，而且避免 了 引进热 气体 。 参考 文 献 E 1 3蔡智 ， 黄 维秋 ，赵书华 ，等．油气 吸收 回收 系统 的研究 及工业应用 I I 工业试验及效果分 析[ J ] ．石油炼制与 化 工 ， 2 0 0 6， 3 7 9 4 1 4 4 ． C AI Z h i ， HUANG W e i q i u，ZH A0 Shu hu a， e t a 1 ． St u dy O i l t he ga s ol i ne va p o r a b s o r p t i on r e c o ve r y s ys t e m a n d i t s i ndu s t r i a l a p p l i c a t i o n 1 I I n d u s t r i a l a p p l i c a t i o n[ J ] ． P e t r o l e u m P r o c e s s i n g a n d P e t r o c h e mi c a l s ， 2 0 0 6， 3 7 9 4 卜4 4 ． [ 2 ]郑红 ， 郑学志．对油气 回收 系统 的研究 V J ] ．石油商技 ， 1 9 9 7，1 5 5 2 8 2 9 ． ZHENG 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