SDG(通常指“干式酸气吸附剂”,Dry Sorbent Injection)与活性炭吸附组合工艺是一种针对复杂废气成分(同时含酸性气体和有机物)的高效处理技术,广泛应用于化工、制药、涂装、电子等行业。以下从原理、流程、适用场景、优缺点及设计要点等方面详细说明:
一、SDG与活性炭吸附的原理
1.SDG干式酸气吸附
SDG(干式酸气吸附剂)主要通过干法喷射吸附剂与废气中的酸性气体发生中和反应,生成稳定的盐类(如CaCl?、Na?SO?等),从而去除酸性污染物。
反应示例:
2HCl+Ca(OH)?→CaCl?+2H?O
SO?+2NaHCO?→Na?SO?+2CO?+H?O
2.活性炭吸附
活性炭具有发达的孔隙结构(比表面积500~1500㎡/g),通过物理吸附(范德华力)和化学吸附(部分官能团作用)捕获废气中的有机物(VOCs、苯系物、恶臭等)及部分无机物(如Hg、NH?)。吸附饱和后需再生(热再生、蒸汽再生)或更换。
二、组合工艺流程
SDG+活性炭吸附工艺通常按以下步骤处理废气:
预处理:通过除尘器(布袋、滤筒)去除颗粒物,避免堵塞吸附剂或活性炭;降温(若废气温度过高,需冷却至<60℃)防止吸附剂失效或活性炭自燃。
SDG干法吸附:将SDG吸附剂(粉末或颗粒)通过喷射装置均匀混入废气流,与酸性气体反应生成盐类,通过后续除尘(如布袋除尘器)收集固体产物。
活性炭吸附:经SDG处理后的废气(主要含有机物)进入活性炭吸附床(固定床或移动床),有机物被吸附,净化后的气体达标排放。
二次处理:废SDG吸附剂(含盐类)和废活性炭需按危废处置(如焚烧、填埋),或活性炭再生后回用。
三、适用场景
该组合工艺适用于同时含酸性气体和有机物的废气,常见行业包括:
化工:含HCl、SO?及VOCs的工艺废气(如氯碱化工、硫酸生产);
制药:发酵废气(含酸雾、有机溶剂);
涂装:喷漆废气(含漆雾、VOCs及少量酸性气体);
电子:半导体蚀刻废气(含Cl?、HF及有机溶剂);
垃圾焚烧:含HCl、SO?及恶臭的尾气(需结合其他工艺)。
四、优缺点分析
优点
处理全面:同时解决酸性气体和有机物,满足多污染物排放标准(如《大气污染物综合排放标准》GB16297);
干式无水:SDG段无废水产生,适合水资源匮乏或废水处理困难的场景;
灵活性高:SDG吸附剂可根据废气成分调整(如高SO?用CaO,高HCl用NaHCO?);活性炭可更换或再生;
操作简单:设备模块化,维护方便(无湿法塔的循环水系统)。
缺点
运行成本:SDG吸附剂需持续补充,活性炭需定期更换或再生,耗材费用较高;
二次污染:废吸附剂(含盐类)和废活性炭属危废,需合规处置;
效率限制:SDG对低浓度酸性气体(如<50mg/m³)可能需增加吸附剂用量;活性炭对高沸点有机物(如苯酚)吸附效率较低;
空间需求:组合工艺需较大占地面积(SDG喷射系统+活性炭吸附床)。
五、设计关键要点
废气参数确认:需明确废气成分(酸性气体种类及浓度、VOCs类型及浓度)、风量、温度、湿度,以选择合适的SDG吸附剂和活性炭类型(如疏水性活性炭处理高湿废气)。
SDG系统设计:
吸附剂选择:根据酸性气体类型(如HCl选NaHCO?,SO?选CaO)和浓度确定喷射量;
喷射装置:需均匀分布吸附剂(如文丘里喷射器),避免局部过量或不足;
除尘配套:SDG反应后的固体产物需通过高效除尘器(如覆膜布袋)收集,确保排放颗粒物达标。
活性炭吸附设计:
活性炭类型:颗粒炭(易更换)或蜂窝炭(低阻力);
空塔气速:一般0.2~0.6m/s,避免气流过快导致吸附不充分;
吸附床层数:通常2~3层(一用一备或切换使用),保证连续运行;
监测:设置VOCs在线监测仪,当出口浓度接近排放标准时及时更换活性炭。
安全与环保:
防爆:活性炭吸附床需防静电(接地)、控温(避免吸附放热引发自燃);
危废管理:废SDG吸附剂和废活性炭需委托有资质单位处置,记录台账。
总结
SDG+活性炭吸附组合工艺通过“中和+吸附”的协同作用,有效处理含酸性气体和有机物的复杂废气,具有干式无水、操作灵活的优势,但需关注运行成本和二次污染控制。设计时需结合废气特性优化吸附剂选择、系统参数及危废管理,确保达标排放。
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