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有机废气的各种净化方法--吸收法

2020.2.2

为了高效地实施吸收过程,要求吸收剂(液相)和被处理的废气(气相)间能达到充分地接触,这就要采用合适的吸收设备来完成。常见的吸收设备有:填料塔,板式塔,湍球塔,喷洒塔,降膜塔和文丘里洗涤器等。在选择吸收设备时,首先应考虑有机废气/吸收剂系统的特性。当VOC在吸收剂中的溶解度很高、吸收很快时,应尽可能采用结构简单的吸收器。

这里还要注意的是:在一个净化装置系统中,是否还要进行其他操作,诸如除尘、增湿、冷却等。在废气净化时,要防止排出的净化气流中夹带液滴,因此吸收设备常设置除沫器。这里用两个例子来说明吸收法净化有机废气过程和相应的装置。

(1) 用水吸收含丙酮蒸气的废气在生产中经常遇到含低浓度丙酮蒸气的排放废气,它可用水作为吸收剂与废气以逆流方式通过填料塔来完成净化操作。例如某生产过程排放的废气流量最大为500m3/h,丙酮浓度最高达10g/m3,温度为25℃。因为废气来自各个生产岗位,所以废气的浓度是有变化的,但还是可以采用固定的水流量。当然从费用考虑,用水量应尽可能维持最低,但应确保排放的净化气达到法规要求。

(2) 用聚乙二醇二甲醚吸收含有机蒸气的废气要除去疏水性有机物蒸气非极性蒸气)必须用非水溶液的吸收剂。吸收后生成的吸收液需进一步加工,将吸收剂回收并返回系统再利用。这里介绍用聚乙二醇二甲醚作为吸收剂来吸收含有机蒸气的废气,其吸收装置流程

原料废气的处理量为6500m3/h。废气中含有机蒸气主要有乙醇(7.5g/m3)三氯乙烯(19g/m3)、水蒸气(<30g/m3)。废气从塔底部进入吸收塔(直径1400mm、高14000mm),吸收剂则从塔顶喷洒下来,其喷淋密度为10.4m3/(m2·h),温度为30℃。

吸收剂与气体呈逆流接触,净化气从塔顶排出。吸收塔的塔底压力为1bar。塔底出来的吸收液(吸收剂十吸收质)的温度约为37℃,先经换热器预热至113℃,再用蒸汽加热到130℃后输人真空蒸馏/汽提塔(蒸馏段直径400mm、高1900mm,汽提段直径900mm、高6700mm);塔顶温度为40℃、压力6000Pa;塔底温度为123℃、压力6500Pa。

为进行汽提,在塔底输入水30L/h。由于塔底热的吸收剂而使水蒸发,并将乙醇、三氯乙烯、水蒸气(<30g/m3)以及少量吸收剂汽提至蒸馏段。塔顶上升的蒸气经冷却后冷凝,一部分水/乙醇相回流至塔顶,这样可确保吸收剂蒸气实际上完全保留在液相中。冷凝液分成三氯乙烯相和含乙醇的水相,前者可直接用于生产,而后者可通过蒸馏将乙醇回收。

吸收法常用于化工、石油化工、医药、纺织、涂层、脱脂、食品等领域中VOC废气的净化,一般适用于处理小到中等的废气流量。吸收法优点是:

①可用于废气浓度高的场合(大于50g/m3);

②吸收剂容易获得;

③能适应废气流量、浓度的波动

④能吸收可聚合的有机化合物;

⑤不易着火,不需特殊的安全措施;

⑥如已有废水处理装置,则用水作为吸收剂更为方便。

吸收法的缺点是:投资费用一般较大,而用于吸收剂循环运转的操作费用也较高。此外,如果废气中的有机物非单一组分,则难以再生利用或必须添加许多分离设备;还可能产生废水而造成二次污染。如用吸收法来回收溶剂,则可得到一些补偿,但必须增加相应的回收装置的投资。

目前,吸收装置大多用于废气中含无机污染物的净化,例如:含HCl、SO2、NOᵪ和NH3等废气的吸收净化,仅在少数场合用吸收装置来净化有机废气,如上面所述的含丙酮的废气和含三氯乙烯等有机物的废气净化,前者可溶于水并很容易生物降解,因此可将吸收液直接排入废水处理装置;后者是疏水性的,用聚乙二醇/二甲醚作溶剂,吸收液必须通过真空蒸馏等步骤将溶剂回收,较为复杂。


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