吸收法处理有机废气的常用方法—化学吸收的技术概况及其相关设备产品

上传日期:2020-03-19 浏览次数:96 返回列表>>


01 技术概述




1.1 化学吸收原理


化学吸收法的机理是用液体处理气体中的污染物的方法,使废气与液体紧密接触,气体混合物中的一种或多种组分溶解于液体中,或者与液体中的组分进行选择性化学反应,从而将物质从气相中分离出来。吸收质与吸收剂或液相中的某种活性组分发生化学反应即是化学吸收。化学吸收基于的基本理论是双膜理论。双膜理论描述了吸收过程是一个相际传质过程,即溶质先从气相主体扩散到气液界面,穿过界面,再向液相主体扩散。


双膜理论的基本要点是:


(1)相接触的气、液两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧附近各有一层很薄的稳定的气膜或液膜,溶质以分子扩散方式通过此两膜层。

(2)界面上的气、液两相呈平衡。相界面上没有传质阻力。

(3)在膜层以外的气、液两相主体区无传质阻力,即浓度梯度(或分压梯度)为零。







1.2 化学吸收优缺点

1.2.1 优点
(1)化学吸收提高了吸收的选择性;
(2)化学吸收加快吸收速率,从而减小设备容积;
(3)化学吸收增加了溶质在液相的溶解度,减少吸收剂用量;
(4)化学吸收降低了溶质在气相中的平衡分压,可较彻底地除去气相中很少量的有害气体。
1.2.2 缺点
(1)化学吸收流程较长;
(2)设备较多;
(3)操作较复杂;
(4)吸收剂价格较贵;
(5)吸收剂再生困难;
(6)能耗和化学品消耗较大。



1.3 化学吸收的应用情况



化学吸收法处理VOCs废气的典型工艺流程是:含VOCs的气体由底部进人吸收塔,在上升的过程中与来自塔顶的吸收剂逆流接触,吸收液与吸收质发生选择性化学反应,被净化后的气体由塔顶排出。吸收了VOCs的吸收剂通过热交换器后,进人汽提塔顶部,在温度高于吸收温度或(和)压力低于吸收压力时得以解吸,吸收剂再经过溶剂冷凝器冷凝后进人吸收塔循环使用。解吸出的VOCs气体经过冷凝器、气液分离器后以纯VOCs气体的形式离开汽提塔,被进一步回收利用。
该工艺适用于VOCs浓度较高、温度较低和压力较高的场合。其他情况下需要做相应的调整。
对于化学吸收,其作为前处理工艺或后处理工艺,在很多产生挥发性有机废气的场合均可应用,如下:
(1)喷漆废气:主要成分为丙酮、丁醇、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等挥发性有机化合物,主要产生于油漆喷涂等表面处理企业。
(2)塑料、塑胶废气:主要成分为塑料、塑胶等粒子受热加工过程中挥发出来的聚合物单体,因塑料、塑胶组成成分较为复杂,废气中主要含乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯晴和丁二烯等烯烃类塑料聚合物单体,但浓度普遍较低、风量大。涉及企业主要有塑料造粒企业、化纤生产企业、注塑企业、橡胶生产企业等。
(3)定型废气:主要成分为其主要成分为醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物。涉及的企业主要为染整企业、化纤生产企业。
(4)化工有机废气:主要由化工企业排放产生,废气成分同化工企业设计生产的化工产品种类有较大关系。

(5)印刷废气:主要成分为油墨中挥发出来的甲苯、非甲烷类总烃、乙酸乙酯、乙醇等。涉及的企业主要为含有油墨印刷工序的企业,主要如包装品、印花等公司。


2.相关设备和产品




2.1设备(产品)分类概述



关于化学吸收法,设计时通常要决定:合理的工艺、适宜的吸收剂、吸收设备等,吸收剂的选取和吸收设备的选择时化学吸收法的关键。通常吸收剂根据吸收质的不同,可选取酸性溶液、碱性溶液、有机化学品等。吸收设备也有表面吸收器、鼓泡式吸收器和喷洒式吸收器。常见的吸收塔有填料塔、喷淋塔、文丘里吸收器等。还有一些其他辅助设备设施,如填料、除雾器等。对于吸收工艺、吸收剂和吸收设备的选择,需遵循一定的原则和要点。
2.1.1 吸收工艺的选择原则
(1)对混合VOCs含氯化氢、硫酸雾等酸性成分,但浓度不高时,采用碱吸收填料塔、板式塔作为预处理。
(2)混合VOCs含氨气等碱性成分,但浓度不高时,采用酸吸收填料塔作为预处理。
(3)VOCs含有醇类等易溶于水的组分,一般采用水吸收填料塔进行预处理。
(4)若VOCs无机酸碱成分浓度较高,排放量大,一般在酸碱中和吸收之前用降膜吸收器进行回收处理,用水作为吸收剂。
(5)若VOCs含漆雾,粉尘等,要先进行漆雾预处理,粉尘采用除尘器、分离器或者过滤器进行预处理。
(6)若VOCs含大量水蒸气,要先通过急冷塔或者冷却塔进行预处理。
2.1.2 化学吸收剂选择原则
对于化学吸收,吸收剂的选择,直接关系吸收效率的高低,是成为决定吸收操作效果是否良好的关键。因此在选择吸收剂时应考虑以下几个方面的问题:
(1)提高吸收速度、增加吸收效率。
(2)减少吸收液用量与设备尺寸。
(3)对有害物组分的溶解度要大,其他组分尽量小。
(4)为了减小吸收液的损失,其蒸气压应尽量低。