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介绍几种有机溶剂回收技术

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-06 19:33:34 * 浏览: 276
有机溶剂和挥发性有机化合物(VOCs)的排放是影响大气环境的重要固定污染源,在工业生产过程中不可避免地使用它们。近年来,随着中国工业的快速发展,大气环境污染问题日益突出。化学和制药生产工艺,涂漆,浸涂,涂覆,粘结,金属清洁工艺,汽油产品组装和运输工艺,塑料,橡胶,半导体和电子行业在其生产和加工过程中使用大量有机溶剂,并且不能及时有效地处理可能逃逸到空气中的挥发性有机污染物(VOC)。目前,我国使用的VOCs处理技术主要是吸附,催化燃烧和生物处理。近年来,新开发的光催化氧化技术,电催化氧化技术,超临界水氧化技术,等离子体技术,超声氧化技术,微波辐射技术和高压脉冲放电技术尚未得到大规模应用。因此,只有在工业生产中更有效地回收有机溶剂时,有机溶剂才会损害人体,并在一定程度上减少环境。在此基础上,学者们开发了一系列溶剂回收技术,以达到高效,低能耗,二次无污染回收有机溶剂的目的。吸附法:吸附法是一种广泛用于处理有机溶剂废气的成熟技术。它使用具有高比表面积的多孔固体吸附剂(分子筛,活性炭,活性炭纤维,活性氧化铝,硅胶等)处理有机溶剂废气,然后解吸并回收有机溶剂以实现分离,纯化和回收。目标。分子筛由于其微孔小,价格昂贵,用于气体干燥且主要用于气体回收而用于气体回收。活性炭是用于溶剂回收的大量吸附剂,并且自20世纪初以来一直在增长。活性炭具有从溶剂-空气混合气体中截留溶剂气体的更好效果,并且易于获得用于水蒸气解吸和再生的应用。对于不易氧化的溶剂气体(例如烷烃溶剂),可以通过热空气将其解吸;对于不易氧化的溶剂气体,可以通过热惰性气体(如纯氮气)进行解吸。目前,使用粒状活性炭回收溶剂仍然是国内溶剂回收的主流。活性炭纤维(ACFs)是1960年代开发的一种用于溶剂回收的新型吸附剂。它们比分子筛更昂贵,甚至更高。但是,与活性炭相比,由于其特殊的微孔结构-它主要包含微孔和少量的中孔,而活性炭包含大孔,中孔和微孔,因此吸附速度快,去除快,易干燥,使用寿命长使用寿命长,节能,清洁生产,但缺点是投资大。中国新设计的溶剂回收生产线使用多功能活性炭纤维吸附器,一些原来使用活性炭吸附器的旧生产线也倾向于使用活性炭纤维吸附器。 Debasish等。比较了ACF,活性炭,硅胶和分子筛对甲苯的吸附性能,并使用数学模型预测了甲苯的渗透点。结果发现,ACF吸附了甲苯。活性炭表面的化学性质是影响活性炭吸附性能的重要因素。目前,许多研究已经通过表面化学改性提高了活性炭的吸附性能。化学改性的方法主要包括:氧化改性,还原改性,负载金属改性和负载表面活性剂改性。 MALillo-Ródenas等。研究了活性炭的孔体积和表面化学对其吸附帽的影响苯和甲苯。结果表明,小于0.7 nm的微孔在控制VOC吸附和表面氧基团浓度方面起主要作用。活性炭吸附能力低。化学活化后(用KOH或NaOH碱液浸泡),活性炭的吸附容量高达34g苯/ 100g和64g甲苯/ 100g。冻结冷凝法:冷凝是对废气进行冷却或加压,以使要去除的材料达到过饱和状态,并且冷凝物与气体分离。冷凝可有效分离沸点高于310K且浓度高于0.005%的污染气体。对于沸点较低的材料,冷凝需要更深的冷却或更高的压力,这大大增加了运行成本。由于冷却程度和压力的限制,冷凝效率经常用作预处理和预纯化方法。回收的溶剂还需要进一步处理以除去水和杂质,然后才能重新使用。冷凝过程特别适用于净化低流量,​​高浓度的废气流。整个废气被冷却到低于其中所含蒸气的露点,以在热交换器的表面上冷凝。理论回收率由初始浓度,纯化温度和该温度下可冷凝组分的蒸气压确定。但是,实际上,流量,温度分布和设备的几何形状起着决定性的作用,雾(气溶胶)的产生,冷凝器中流量的不均匀以及不受控制的冰的形成也会干扰冷凝过程。这些因素会阻止在低温下达到平衡浓度。该工艺目前在国内外广泛用于高浓度油气的开采。其中,美国的爱德华兹工程公司是冷凝油气回收装置生产过程的典型代表。 Gupta等。研究了冷凝和吸附相结合的两组分VOC混合过程。数学模型参数的结果表明,该工艺可以处理各种浓度范围内的VOC气流。 1%),更适合于冷凝以及低浓度气体的处理,吸附是优先考虑的过程。在冷凝过程中,液氮用作冷凝剂,液氮的流量和冷凝器的尺寸对VOCs的回收有很大影响。吸收法:吸收技术基于有机物“相似溶混”的原理,利用低挥发性或非挥发性吸收剂直接接触废气,将VOCs转移到吸收液中,实现污染物的分离和净化。 。根据机理,吸收过程可分为物理吸收和化学吸收。吸收效果主要取决于吸收剂的性能和吸收装置的结构特征。吸收剂应具有较大的溶解度,对设备无腐蚀性,低挥发性,无毒,化学稳定,价格便宜且来源广泛。它通常是液体物质,主要是液体石油物质,表面活性剂和由水等组成的混合液体。吸收装置主要是喷雾塔,填充塔,各种洗涤塔,鼓泡塔和筛板塔。吸收法的优点是有机溶剂可以回收利用,操作灵活性较大。该过程简单,并且操作和维护简单。适用于废气浓度范围大,流量大,低温高压的有机废气的处理。但是,传统的吸收设备庞大,一次性投资成本高。它不适用于中小型企业,特别是那些在工厂初期未考虑处理有机废气的企业。吸收剂的性能是决定吸收操作有效性的关键因素之一。膜分离法:膜分离技术利用不同的气体分子以不同的速度溶解和扩散。使聚合物膜粗糙,在一定压力下实现分离。膜两侧的气体分压差是膜分离的驱动力,可以通过压缩进气或在膜的渗透侧使用真空泵来实现。因此,膜分离过程通常与冷凝或压缩过程结合在一起。膜分离技术目前处于积极的开发阶段。其中,德国的GKSS,美国的MTR和日本的Nitto Denko已成功实现了通过膜技术回收废气中VOC的工业化生产,但主要的工业治理对象是汽油蒸气,乙烷,氯乙烯等。单体,并且要处理的风量很小。膜分离的关键是膜材料的选择。当前,硅橡胶膜和中空纤维膜被广泛使用。用于VOC废气处理的常见膜分离工艺包括蒸汽渗透,气膜分离和膜接触器。膜分离过程较为复杂,但现有方法无法有效处理特殊的有机溶剂。由于有机溶剂的化学性质差异很大,因此前三种方法需要利用其特殊的化学性质。不能同时清除多种有毒有机溶剂。多层膜分离可以分离不同的有毒有机溶剂。 ,可以全面彻底地回收各种有毒溶剂。目前膜分离的研究方向是改进原膜或研究新膜,以制备具有更好的分离能力和更稳定的化学性能的新膜,如耐高温,耐腐蚀,耐压等。还具有吸收多种有机溶剂的作用。随着新型吸收装置的发展,例如高效雾化装置,旋转填充床以及新型吸收剂,例如柠檬酸钠表面活性剂,环糊精,生物柴油等,吸收技术在处理有机废气中的优势已逐渐显现。变得突出。采用吸收法处理木质硝基涂料车间的废气。在达到废气排放标准的同时,可以充分利用家具公司现有的水幕柜和其他设备对颗粒物(例如有色油漆和粉尘中的粉尘)进行预处理。设备投资与运行成本相对较低,对于大多数易燃易爆VOC气体,安全性较高,但需要对饱和废水进行二次处理。