Buhar Geri Kazanımında Aktif Karbon Uygulaması

Onlarca yıldır hidrokarbon buharının geri kazanımı yakıt yükleme operasyonlarının vazgeçilmez bir parçası olmuştur. Buhar geri kazanım ünitelerinin (VRU'lar) büyük-ölçekli kurulumu 1990'larda başladığından beri,aktif karbon adsorpsiyonu ve ardından vakum rejenerasyonuuygulamaların büyük çoğunluğu için mevcut en iyi teknik olarak ortaya çıkmıştır. Dünya çapında yeni inşa edilen VRU'ların %95'inden fazlasının bu süreci benimsediği tahmin edilmektedir. Doğru şekilde tasarlandığında, vakumla-rejenere edilmiş aktif karbon sistemleri, minimum bakım gereksinimleriyle bile yüksek verimlilik, maliyet-etkinliği, güvenlik ve olağanüstü güvenilirlik-sağlar.

 

 

Sürece Genel Bakış

Bir VRU'da işlenen buhar, tipik olarak hacimce %20-50 VOC içeren, hava ve uçucu organik bileşiklerin (VOC'ler) bir karışımıdır. VOC molekülleri, benzin, ham petrol veya benzeri maddelerin yüklenmesi sırasında buharlaşan daha hafif bileşiklerden oluşur. Buhar, milyonlarca gözenekten oluşan muazzam bir yüzey alanına sahip aktif karbon yatağından geçer.VOC tedavisi için granül aktif karbonVOC bileşenlerinin gözenek duvarlarına zayıf moleküller arası kuvvetler (yani van der Waals kuvvetleri) yoluyla yapıştığı klasik bir adsorpsiyon ortamı olarak burada yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu adsorpsiyon işlemi sırasında aktif karbonda veya VOC moleküllerinde herhangi bir kimyasal değişiklik meydana gelmez. Yüksek adsorpsiyon kapasitesi sayesinde aktif karbon, VRU'lardan kaynaklanan hidrokarbon emisyonlarını son derece düşük seviyelere indirebilir.

Bir VRU, her bir döngü tipik olarak 10-15 dakika süren bir adsorpsiyon/rejenerasyon döngüsünde çalışan iki veya daha fazla aktif karbon yatağını içerir.VOC tedavisi için granül aktif karbongüvenilir döngüsel performans için bu tür çok{0}yataklı sistemlerde yaygın olarak dağıtılır. Rejenerasyon aşamasında bir vakum pompası karbon yatağının içindeki basıncı 40-80 mbar'a düşürür. Düşük basınç dengeyi değiştirerek VOC'ler ve aktif karbon arasındaki zayıf bağları kırar. Daha sonra VOC molekülleri, vakum pompası yoluyla yüksek-konsantrasyonlu bir akış halinde (hacimce %95 VOC, hacimce %5 hava) yataktan çıkarılır. Bu akım, bir emiciyle (genellikle taze benzin) temas ettiği bir emme kulesi boyunca ters akıntıyla akar ve VOC bileşenleri, taze emici tarafından emilir. Absorbsiyon kulesinden çıkan, halen az miktarda VOC ile doymuş olan hava, adsorpsiyon yatağına giren ham VOC besleme gazı ile karıştırılarak geri dönüştürülür. Bu, emisyon içermeyen küçük bir dahili geri dönüşüm yaratır.

 

 

Aktif Karbon

Ortak hammaddelerHindistan cevizi kabuğu ve kömüraşırı toz oluşumunu önlemek için mükemmel adsorpsiyon kapasitesine ve yeterli mekanik dayanıklılığa sahip aktif karbon sağlar.

Hammaddeler doğası gereği belirli bir gözenekliliğe ve 10-15 m²/g spesifik yüzey alanına sahiptir. Bununla birlikte,-tipik olarak 800-1100 derecede oksitleyici buhar atmosferinde gerçekleştirilen-aktivasyon sırasında spesifik yüzey alanı1500 m²/g.

Aktif karbonun mikro gözenekli yapısı etkili adsorpsiyon sağlarken, mezo gözenekler ve makro gözenekler akış kanalları olarak görev yapar. Bu nedenle, aktif karbonun yalnızca oldukça gelişmiş bir iç yüzey alanına sahip olması değil, aynı zamanda bu yüzeye farklı çaplardaki gözenekler ağı aracılığıyla erişim sağlaması da kritik öneme sahiptir.

 

Biçim: GranülAktif Karbonvs.EkstrüdeAktif Karbon

Aktif karbon her ikisinde de mevcutturGranül Aktif Karbonveya Ekstrüde Aktif Karbon. Granül Aktif karbon genellikle daha uygun maliyetlidir- ancak çökelme ve yoğun bölgeler oluşturma eğilimindedir. Bu bölgelerde basınç düşüşü daha yüksektir ve karbon yatağı içinde yüksek-akış "kanalizasyonu" olan ölü bölgeler oluşturur. Yatak boyunca eşit olmayan adsorpsiyon ve rejenerasyon, VRU'nun genel performansını olumsuz yönde etkileyecektir.

Ekstrüde Aktif Karbonyoğun ölü bölgelere yerleşmeye karşı dirençli olduğundan, VRU'lar için üstün bir seçim olarak geniş çapta kabul edilmektedir. VRU'larda Ekstrüde Aktif Karbonun çapı tipik olarak4mm. Önemli olarak, farklı çaplardaki karbonların karıştırılmasından kaçınılmalıdır çünkü bu, daha yoğun paketlemeye ve daha yüksek yatak basıncı düşüşüne yol açar.

 

Adsorpsiyon Kapasitesi ve Artık Adsorpsiyon Kapasitesi

Adsorpsiyon kapasitesiaktif karbonun birim kütlesi başına adsorbe edilebilecek ilave VOC kütlesini ifade eder. Taze karbon tipik olarak aşağıdaki kapasiteye sahiptir:ağırlıkça %30Bu, 1 kg karbonun tam doygunluğa ulaşmadan önce 0,3 kg VOC adsorbe edebileceği anlamına gelir. Karbonun orijinal kapasitesine geri döndürülmesi, 1000 derecede buharla yeniden aktivasyonu gerektirir, ancak bu işlem önemli miktarda karbon kaybına neden olur-karbonun büyük kısmı toz olarak kaybolur. Bu döngüsel sistemler için pratik değildir, dolayısıyla daha hafiftir.vakum rejenerasyonuonun yerine kullanılır. Vakum rejenerasyonu ile uzun-vadeli kapasite (ayrıcaçalışma kapasitesi) mineral-bazlı aktif karbon genellikle yaklaşıkağırlıkça %8. Taze kapasite ile çalışma kapasitesi arasındaki fark şu şekilde tanımlanır:artık adsorpsiyon kapasitesi.

 

Adsorpsiyon Isısı

Adsorpsiyon ekzotermik bir süreçtir. Karbon yatağının normal döngüsel çalışması sırasında, adsorpsiyon ısısı, sıcaklığı ortamın yaklaşık 10-20 derece üzerine çıkarır. Ketonlar ve aldehitler gibi daha reaktif hidrokarbonlar yatakta önemli ölçüde daha yüksek sıcaklıklar üretir. Belirli aktif karbonlar (özellikle ahşap-bazlı ve hindistancevizi kabuğu-bazlı) kirlenmeye daha yatkındır.termal kaçakveyasıcak noktalarVRU'nun kapatılmasını, inert gazla temizlenmesini ve yakın gözetim altında soğutulmasını gerektirir. Taze karbon, buhara ilk maruz kaldığında son derece yüksek reaktivite sergileyerek önemli miktarda ısı üretir. Yatak sıcaklıkları 100 dereceye kadar çıkabilmektedir.ilk yükleme (ön-koşullandırma)VRU'ya taze karbon ekleme işlemi kalifiye personel tarafından gerçekleştirilmelidir.

Kaçınılması gereken önemli bir endişetozbasınç kaybı kayıplarına neden olduğu, yüzey gözeneklerini tıkayarak kapasiteyi azalttığı, vakum ve emme pompalarında aşınmayı hızlandırdığı, filtreleri tıkadığı ve benzin depolama tanklarında biriktiği için.

Her aktif karbon partisi, VRU'nun çalışması için kritik parametreler açısından test edilmelidir:toz içeriği, nem içeriği, yoğunluk, parçacık boyutu, sertlik ve çalışma kapasitesi.

 

Optimum Aktif Karbon Performansının Korunması

Düzgün tasarlanmış bir VRU'da aktif karbonun servis ömrü tipik olarak10–20 yıl. Ancak uygun çalışma koşullarını sağlayamayan kötü tasarım, ömrünü 4-5 yıla kadar kısaltabilir.

 

Karbon Yatak Hareketi

VRU'larda, atmosfer basıncı ile yüksek vakum arasında saatte en az dört kez basınç döngüsü gerçekleşir. Her döngünün başlangıcında vakum pompası, basıncı desorpsiyon eşiğine düşürmek için güçlü bir şekilde çeker. Rejenerasyondan sonra, yatağı adsorpsiyona hazırlamak için basınç hızla eşitlenir. Güvenli bir şekilde sınırlandırılmadığı sürece, bu tekrarlanan çekme ve sıkıştırma, karbon parçacıklarının birbirine sürtünmesine ve toz haline gelmesine neden olur. Düşük-mukavemetli karbon daha hızlı bozunur ve Granül Aktif Karbon, daha yoğun kümelere daha kolay yerleşir. Yüksek-dayanıklı mineral-bazlı Ekstrüde Aktif Karbon bile yavaş yavaş aşınarak toza dönüşür. Uygun VRU tasarımı, karbon hareketini önlemeli ve karbona etki eden kuvvetleri (vakum ve dengeleme) kontrol etmeli/en aza indirmelidir.

Tozun- neden olduğu kütle kaybı, aktif karbonun ömrünü sınırlayan tek ve en önemli faktördür-ve uygun VRU tasarımıyla neredeyse ortadan kaldırılabilir.

 

Uzun-Dönem Artık Adsorpsiyon Kapasitesi

Daha önce belirtildiği gibi, artık adsorpsiyon kapasitesi, başlangıç ​​adsorpsiyon kapasitesinin vakum rejenerasyonu yoluyla kurtarılamayan kısmıdır. Vakumla uzaklaştırılamayan VOC molekülleri tarafından kalıcı olarak işgal edilen gözenekleri temsil eder. Artık adsorpsiyon kapasitesi herhangi bir sistemde zamanla yavaş yavaş artar ve çalışma kapasitesi giderek azalır. Karbon kapasitesi genellikle yıllık olarak birkaç puanlık düşüş göstermektedir. İyi-tasarlanmış VRU'lar, bu düşüşü telafi etmek için bir başlangıç ​​güvenlik marjına sahiptir. Sağlam bir bakım programı, en uygun değiştirme zamanını önceden belirlemek için düzenli karbon örneklemesi ve analizini içerir.

 

VRU'lar için Optimum Aktif Karbonun Seçilmesi

İdeal VRU aktif karbonu seçmek için en kritik kriterler şunlardır:

VRU Aktif Karbon için Temel Seçim Kriterleri

 

 

Karbon Yatak Taşması

Aktif karbonun sıvı emiciye batırılması geri dönüşü olmayan hasara neden olur. Bunu, buhar girişindeki ve emme kulesindeki-yüksek seviyeli algılama sistemleriyle önleyin.

 

Emme kulesi bir buğu giderici ile donatılmalı ve aerosolün karbon yatağına sürüklenmesini önlemek için vakum pompası ve emme kulesi boyunca akış hızları kontrol edilmelidir-bu, aktif karbonda geri dönüşü olmayan bir hasara neden olur.

 

Granül Aktif Karbon veya Ekstrüde Aktif Karbon ile ilgileniyorsanız ve bunları yağ buharı geri kazanımı için kullanmak istiyorsanız, ihtiyaçlarınıza göre size en uygun aktif karbonu önerebiliriz. Lütfen istediğiniz zaman bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Size yardımcı olabilmekten onur duyuyoruz!

Şimdi iletişime geçin