有机废气中VOCs的回收和处理
核心提示:近30年来，随着我***经济的快速发展和城市化进程的加快，我***的空气质量严重受损。过去的蓝天白云在很多地方都成为了美***的回忆。VOCs污染问题日益严重，严重影响了我***可持续发展和人民生活质量。
30年来，随着我***经济的快速发展和城市化进程的加快，我***的空气质量受到了严重的损害。过去的蓝天白云在很多地方都成为了美***的回忆。VOCs污染问题日益严重，严重影响了我***可持续发展和人民生活质量。
有机废气中VOCs的回收和处理
挥发性有机化合物(挥发性有机化合物)挥发性有机化合物的排放主要来自石化工业、有机化合物的氯气系统和有机溶剂涂层系统。挥发性有机化合物释放到***气中会引起一系列的健康、环境和安全问题。当有机溶剂挥发到***气中，它不能被环境分解，所以它对环境的危害不局限于生活在油漆中的人。以涂层为例，有机挥发性化合物(VOCs)在涂层刚刚完成时可以挥发95% - 97%左右，但后者的2% - 5%将在未来几年内释放出来，使长期生活在有毒环境中的人们暴露出来。这些挥发性有机物质含有芳香烃(甲苯、二甲苯、二甲苯等)、乙酸乙酯、丙酮等，这些化学物质会危害中枢神经系统、肝脏、肾脏、眼睛、鼻子、喉咙等呼吸系统。
鉴于其危害性，西方发达***家已经颁布了控制其排放的法律法规。《中******气污染防治法》***三十六条规定，严格限制向***气排放含有毒物质的气体和粉尘。确有需要排放的，应当进行净化处理，不得超过规定的排放标准。***三十七条规定工业生产中产生的可燃气体应当循环使用。这些都促进了VOCs处理技术的发展。
1。挥发性污染物的类型
根据挥发性有机化合物的结构，可分为8类，如表1所示。
表1可回收的常见VOCs
表1可回收的常见VOCs
2。有机溶剂的回收和处理。
目前，VOCs的处理方法主要分为破坏性方法和非破坏性方法。破坏方法包括燃烧法和催化氧化法，将VOCs转化为CO2和H2O。非破坏性方法包括缩合、吸收、吸附和膜分离。
碳的吸附和冷凝长期以来一直是工业化的。碳吸附法是目前应用***广泛的一种方法，对苯、乙酸乙酯、氯仿和其他挥发性有机化合物的回收非常有效。冷凝法主要用于回收高沸点和高浓度VOCs。膜分离技术具有高效、节能、环保、分子过滤等***点，已广泛应用于水处理化工、电子、医药、食品加工等***域，成为本世纪***重要的分离技术之一。
2.1燃烧的方法
燃烧法是指挥发性有机物在高温、充足空气下的完全燃烧，分解为CO2和H2O。对石油化工、印刷、涂料生产、医药生产过程中产生的高浓度VOCs气体的处理具有较高的效率。但如果废气中含有氯、硫、氮等元素，燃烧后会产生有害气体，造成二次污染。燃烧方法包括直接燃烧、催化燃烧和热燃烧。热燃烧法是指处理低浓度的废气，增加燃烧气体以提高温度，达到去除的目的。催化燃烧方法是使用催化剂减少挥发性有机化合物的仪器所需气体燃烧温度,并能回收燃烧所产生的热量,如杨措/ CeO2 -氧化锆/二氧化钛催化剂,温度达到270℃可以完全除去乙酸乙酯。催化燃烧法广泛应用于焦化、化工、金属印刷等行业。近年来，***内外研究人员一直在开发新的催化剂，以实现能源安全的双重效益
2.4.2流化床吸附法
移动床吸附系统由吸附单元和解吸单元组成。废气从吸附床底部流出，从底部流向***部，流动吸附剂，吸附剂与吸附剂接触后被吸附。净化后的废气从***部排出，VOCs的吸附剂从底部排出并进入解吸单元。在解吸单元中，将吸附剂加热以释放有机物质，并将气体引入冷凝单元以回收有机溶剂。再生后，将吸附剂送回吸附单元***部，继续吸附操作。
2.4.3浓缩轮法
浓缩轮是一个充满吸附剂的旋转轮。废气从转轮的上游侧进入浓缩轮的吸附区域，吸附的废气从转轮的下游排出；同时，较小的气流的解吸气体的较高温度I。NTO在废气流的相反方向上的浓缩轮的解吸区域，并且吸附的VOC被去除。浓缩轮以一定的速度缓慢旋转，从而可以在系统中完成吸附和解吸，从而可以浓缩VOC，******降低设备投资。
2.5膜分离法
2.5.1气膜分离原理
膜法气体分离的基本原理是根据压力下混合气体中各组分的不同传输速率来达到分离目的。对于不同结构的膜，气体的传输和扩散模式不同，因此分离机理不同。目前，气体通过膜分离的机理有两种：一是气体通过多孔膜的扩散机理；二是气体通过非多孔膜的溶解和扩散机制。膜分离技术广泛应用于工业污水处理、气体分离、食品加工、石化产品等***域。由于膜分离操作温度为室温，且材料不发生相变，具有节能、高效的***点。
2.5.2膜法处理挥发性有机化合物的工艺
在VOCs的分离过程中，通常使用硅橡胶膜等橡胶聚合物膜。分离过程如图1所示。
有机蒸气分离膜示意图
VOCs的空气流动，在一定的压差下，VOCs***先渗透膜，并在膜的可渗透侧形成富VOCs流动，并在膜的截留侧形成较差的VOCs气流，主要包含不易渗透W的气体。氮、氧和甲烷。
2.5.3膜法处理挥发性有机化合物的工艺
1）冷凝一膜分离
对于高浓度VOCs，2%～40%（V%）的气流主要由压缩冷凝和膜系统组成。流程图如2所示。这种集成技术可以使VOCs的回收率达到95%～99%，而非低温压缩和冷凝过程只能回收约60%的VOCs。同时，该工艺可将原来的低温冷凝回收改为常温冷凝回收，如PVC工业中氯乙烯VCM单体的回收。目前的工艺是采用20℃下深冷回收，保证冷凝器出口流量达到标准。如果使用图2的流程，冷凝可以在常温下冷凝。浓缩后的VCM在膜系统浓缩后进一步浓缩，通过调节膜面积和操作参数可以调节膜的浓度和操作参数。满足排放要求。这避免了冷凝器的周期解冻和维持低冷凝温度的高运行成本。
压缩冷凝膜系统
2）膜分离真空冷凝
空气中有一些废气，如苯、甲苯、二甲苯，VOCs含量可达到几万上万ppm，直接压缩冷凝，往往得不到液态VOCs，此时使用的技术如图3所示。鼓风机将含VOCs的空气运载到膜表面，利用真空泵在膜的可渗透侧产生一定的真空，提供气体渗透的驱动力，使VOCs富集在渗透侧，然后回收富集VOCs。以液体的形式凝结。膜的捕获侧的VOCs含量很低，可以是DIR。
