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you机废qi中Vocs的回收与处理方法

时间:2019-10-28 11:52:18

过去三十年,伴随着中国经济高速发展he城市化jin程的不断加快,博猫平台官网祄u誵i质liang受到了严重的破huai,xi日的蓝天bai云在不少di方成为了美好的记忆,you些di方,90后甚至连天上you没you星星du不知道。挥发性you机物(VOCs)的wu染问题日趋严重,已严重影响中国可chi续发展he老百姓的生活质liang。
 
  挥发性you机物(VolatileOrganicCompound)简chenVOCs主要lai自石油化gong行业的排fangqi、洗涤用含氯体系you机物jitu料体系的you机溶剂。VOCs排fang到大qi中会引起健康,huan境、安全等一系義ing侍狻ou机溶剂当挥发至大qi中时,无法被huan境所fen解,故qi对huan境的危害不仅zhi于居住于使用tu料的人们。yitu料为例,you机挥发化合物(VOCs)在tu装刚完gong时可yi挥发yue百fen之95-97%,但后面的2-5%要在后续几年才会释出,让生活期间的民zhong长期曝露在you毒huan綾hi校獠皇且话鉬ang个凤梨、木tan就neng消除qi味所neng解jue的。这些挥发性you机物质含you穓i譩en、二甲ben、三甲眏iang龋⒁宜嵋阴ァingtong……等化学物质,会危害中枢神经系统、肝、肾、眼、鼻、hou等呼吸系统。
 
  鉴于qi危害性,西方发da国家jun颁布法令对qi排fangjin行控制。在我国《大qiwu染防治法》di三十liu条中规定:严格限制向大qi中排fang含you毒物质的废qihe粉尘;确需排fang的,ying当经过净化处理,不chao过规定的排fang标准。di三十七条规定:gong业博猫平台首襝hi胁mu扇夹詑i体ying当回收利用,不具备回收利用条件而向大qi排fang的,ying当jin行防治wu染处理。这些jun促jin了VOCs处理技术的发展。
 
  1.VOCswu染物的种类
 
  根据挥发性you机物的结构可fen成8类,如表1所示。
 
  表1常见可回收的VOCs
 

 
  2.you机溶剂回收与处理方法
 
  mu前,处理VOCs的方法主要fen为破huai法hefei破huai法。破huai法包括燃shao法he催化氧化,将VOCs转化为CO2heH2O;fei破huai法主要you冷凝、吸收、吸附he膜fen离。
 
  碳吸附he冷凝法早已gong业化。碳吸附法使用范围最广,对ben、醋酸乙酯、氯仿等VOCs的回收fei常you效;冷凝法主要用于回收高沸点he高浓du的VOCs;膜fen离技术yiqi高效、节neng、huan保hefenziji过滤等特性,已广泛diying用于水处理化gong、电zi、医药、shi苀ang觛ong等领yu,成为本世纪fen离技术中最重要技术之一。
 
  2.1燃shao法
 
  燃shao法是zhiVOCsqi体在高wenhe充足空qixiajin行完全燃shao,fen解成CO2heH2O。在处理石化、印shua、油漆博猫平台首页he制药等博猫平台首页gong艺产生的高浓duVOCsqi体时具you很高的效聅heng5绻蟩i中huaiyou聁u⒘騢e氮等元素,燃shao后会产生you害qi体,造成二次wu染。燃shao法包括謆enyou約hao法、催化燃shao法、re力燃shao法。re力燃shao法zhi在处理低浓du废qi时,huai需紋ou雤hu燃qi体lai提升wendu,da到去除mu的。催化燃shao法是使用催化剂laijiang低VOCsqi体燃shao所需要的wendu,且neng重复利用燃shao产生的reliang,如Yang等yan制的CuO/CeO2-ZrO2/TiO2催化剂,wenduda到270℃时可完全去除乙酸乙酯。催化燃shao法广泛ying用于炼焦、化gonghejinshu印shua等行业,具youjiao高的ji极效益。近年lai,国内外yan究者不断开发新的催化剂,yida到节nenghe经济的双重效益。
 
  2.2吸收法
 
  吸收法是利用液体溶剂吸收废qi中的VOCs,yida到净化废qi的mu的。mu前多yi水、轻chai油作为吸收溶剂,该方法设备简单,对低浓duVOCs废qi的处理具you很好的效果。但要做好对吸收剂的处理,yi免造成二次wu染。岑chao苆iang葃i柠檬酸钠溶液为吸收液jin行tuo除甲ben废qi的试验yan究,去除率da93%,并从baohe的柠檬酸钠溶液中蒸馏回收甲ben,蒸馏后的吸收液huai可重复使用,仍保chijiao高的吸收效聅hengⅫ/div>
 
  2.3冷凝法
 
  冷凝法是最简单的回收方法,该法的原理eü玞ao作wendu控制在VOC的沸点yixia而将VOC冷凝xialai,从而da到回收VOC的mu的。通常使用的冷却介质主要you冷水、冷dong盐水he液氨。通常该技术仅用于VOC含liang高(百fen之几)、qi体liangjiao小的you机废qi的回收处理。qi回收率与you机物的沸点you关,沸点jiao高时,回收率高uan械鉰iao低时,回收效果不好。
 
  由于大部fenVOCs系易燃、易baoqi体,受到bao炸极限的限制,qi体中的VOC含liang不会太高,所yi,要da到jiao高的回收率,需采用jiao很低wendu的冷凝介质huo采用高压措shi,这些du势bi会zeng加设备tou资he提高处理成本,而莥i谕ǔ5腸ao作条件xia,由于xiang平衡的制yue,you机物蒸汽压jiao高,故离开冷凝器的排qi中的VOC含liang仍不nengda到排fang标准,该法一般瞙uaiザ朗褂茫S雚i它方法(如吸附、吸收、膜fen离法等)联合使用,这里不作详细介shao。
 
  2.4吸附法
 
  吸附法早已用于VOCs的回收处理。youqi是活性tan吸附法已经广泛ying用于眏iao滴铩⒙贝奈酱怼I桃祷奈郊羪ou粒状活性tanhe活性tanxian维两种,它们的吸附原理hegong艺流程完全xiang同。qi它的吸附剂,如沸石、fenzi筛等,也已在gong业上得到ying用,但因费用jiao高而限制了它们的广泛使用。吸附法又fen为固定碿an椒ā⒘鱠ong碿an椒╤e浓suo轮吸附法。
 
  2.4.1固定碿an椒?/div>
 
  固定碿an椒ǖ奶氐闶俏接雝uo附在同一个床ceng上实现,为了保证吸附过程的连续性,需要2台huo2台yi上的吸附器同时gong作,qi中一些吸附器jin衳ing绞保硪恍﹋in行再生。活性tan是ying用最为广泛的固定碿an郊粒捎趒i容易吸附水,所yi不shi用于wendu高于40℃、qi体xiang对湿duchao过50%的qi体的吸附处理;ci外也不shi用于易发生反ying、活性大的溶剂的吸附,该类you机物会与活性tanhuo在活性tan表面jin行反ying而du塞碳kong,这种qing况可采用tanxian维huo沸石作为吸附剂。
 
  活性tanxian维是yiyou机化合物xian维(如聚bing烯、穣ou﹕hu脂、聚乙烯醇等)为基本原料经特殊加gong制成的。它是一种很细的xian维状物质,具youju大的比表面ji、外表面jihefei常发da的微kong结构,xian维上you很多微kong可yi謆en佑難ou机物接触而不是象颗粒活性tan那yang要xian通过大kong、过渡kong,才neng到da微kong,因ci,活性tanxian维更襷i谖jiang团╠u的VOC。与颗粒活性tanxiang比,qi吸附you机物的neng力高出1.5~2.0bei,吸附速du也快3bei左右。由于活性tanxian维的吸附neng力强,故吸附装置可yi小型化,吸附剂的用liang也可yi少些,jiang低处理费用。
 
  2.4.2流dong碿an椒?/div>
 
  流dong碿anjiao低秤晌jiangピ猦etuo竕iangピ獄u成。废qi由吸附床di部jin入,自xia而上di流dong,使吸附剂流态化,VOCs与吸附剂接触后被吸附,净化后的废qi由ding部排出,吸附了VOCs的吸附剂由di部排出,jin入tuo竕iangピT趖uo竕iangピ冢觬e吸附剂,使you机物tuo附出lai,将qi体引入冷凝单元去回收you机溶剂。再生后的吸附剂送回吸竕iangピ猟ing部ji续jin衳ing絚ao作。
 
  2.4.3浓suo轮法
 
  浓suo轮是一个装满吸附剂的xuan转轮。废qi由xuan转轮的上游侧jin入浓suo轮的吸附区,qi中被吸附净化后的废qi由xuan转轮的xia游排出;同时另襤uai闪鱨iangjiao小的、wendujiao高的tuo附qi朝废qiqi流xiang反的穓iao騤in入浓suo轮的tuo附区,将已吸竕iang腣OCtuo附出lai。浓suo轮yi一定速du缓慢xuan转,这yang在一个系统内総u蓎i完成吸附hetuo附cao作,使VOC得到浓suo,大大jiang低了设备tou譻hengⅫ/div>
 
  2.5膜fen离法
 
  2.5.1qi体膜fen离原理
 
  膜法qi体fen离的基本原理是根据混合qi体中各zufen在压力的推dongxia透过膜的传di速率不同,从而da到fen离mu的。对不同结构的膜,qi体通过膜的传dikuo散方式不同,因而fen离机理也各异。mu前常见的qi体通过膜的fen离机理you两种:qi一,qi体通过多kong膜的微kongkuo散机理;qi二,qi体通过fei多kong膜的溶解—kuo散机理。膜fen离广泛ying用于gong业wu水处理、qi体fen离、shi苀ang觛ong过程he石油化gong制品祋uS捎谀en离cao作wendu为室wen,且物质瞙uan⑸鷛iang变化,具you节neng、高效的特点。
 
  2.5.2膜法处理VOCs的过程
 
  在VOCs的fen离过程中一般采用橡胶态高fenzi膜,如硅橡胶膜,qifen离过程如图1所示:
 
 
  含youVOCs的qi流,在一定的压差作用xia,VOCs优xian透过膜,在膜的渗透侧xing成富VOCsqi流,而在膜的截留侧xing成pinVOCsqi流,主要含you氮qi、氧qi、甲烷等不易渗透的qi体。
 
  2.5.3膜法处理VOCs的gong艺
 
  1)压suo一冷凝一膜fen离
 
  对于高浓du的VOCs,在2%?40%(V%)的qi流,主要采用压suo冷凝he膜系统xiang结合的gong艺。流程图如2所示。这yang的集成技术可yi使VOCs的回收率da到95%?99%,而feishen冷的压suo冷凝gong艺只neng回收60%左右的VOCs。同时采用本gong艺流硉an蓎i将原lai的低wen冷凝回收改为常wen冷凝回收,如在PVCgong业中氯乙烯VCM)单体的回收。mu前的gong艺是采用-20°Cxialaishen冷回收,并保证冷凝器出口排fang物da到标准,如果采用图2的流程,则冷凝可yi采用常wen冷凝,未冷凝的VCM经过膜系统的提浓后,jin一步压suo冷凝,通过调整膜面jihecao作can数可yi使膜截留侧VCM的浓duda到排fang的要求。这yang可yibi免周期di解dong冷凝器he维chi低冷凝wendu的高cao作费用。
 
 
  2)膜fen离—zhen空—冷凝
 
  you一些废qi,如含youben、甲ben、二甲眏iangmu誵i中,VOCs的含liang可da几千到几万ppm,謆en友箂uo冷凝,往往得瞙uai揭禾宓腣OCs,这时采用图3所示的gong艺。鼓feng机将含VOCs祄u誵i送到膜表面,用zhen縵han迷谀さ纳覆嘣斐梢欢ǖ膠hen空,提供qi体渗透的推dong力,使得VOCs在渗透侧得到富集,然后用冷凝的ban法将富集的VOCsyi液态的xing式加yi回收。在膜的截留侧VOCs的含liang很低,一般可yi謆en优舊ang。
 
 
  3结语
 
  根据废qi的物理he化学性质,选择不同的回收方法huo几种方法的zu合lai回收VOCs废qi中的you机溶剂,不仅可襶ue跚醜uan境wu染,huai会qu得一定的经济效益。
 
  mu前,在我国,粒状活性tan法he活性tanxian维法已经实现了gong业化;膜fen离法回收VOCs刚刚开始yan究,实现gong业化huaiyou一段距离。膜fen离法在物流流liangheVOCs浓du方面shiying范围jiaokuan,弥bu了tan吸附法he冷凝法的不足,kuo大了VOCs回收的种类,为各行业you机废qi中VOCs的回收提供了一种切实you效的方法。
 
  当然,如果可yi从源蚮ang跎賄OCs当然是最佳的!


 
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