有机废气处理设备常用工艺及处理效果

有机废气处理设备常用工艺及处理效果

 

工业有机废气处理的主要难点是成分复杂。如果不进行有效处理，直接排放会对大气环境造成严重污染，因此废气处理的重要性不断凸显。人们应根据实际需求使用相应的废气处理设备，并仔细分析处理效果，从而不断提高废气处理技术水平。本文详细介绍了有机废气处理中常用的工艺，并对处理效果进行了分析和评价。

 

随着社会经济的发展和科学技术的进步，工业生产规模不断扩大。虽然这很大程度上满足了社会的需求，但是工业发展面临的环保压力也越来越大。随着大气污染物排放的增加，企业需要将自身发展与生态环境相结合，从根本上提高废气处理效率。废气处理的能效与工艺选择密切相关，不同废气的性质和浓度差异很大。人们需要从经济性和应用属性方面选择最佳的废气处理工艺，从而进一步提高废气处理质量。

 

1、冷凝回收处理工艺

 

不同来源的废气性质和浓度不同，因此工艺选择逐渐成为废气处理的重点和难点。其中，高浓度废气多产生于真空浓缩等。不难发现，废气中含有大量有机溶剂，沸点明显。人们可以选择低温冷凝回收处理工艺。事实上，这一过程的能量效率取决于被处理物体的材料特性。当废气被置于低温环境中时，液体的性质会在温度的作用下发生变化，废气中的大量有机溶剂会在其平衡蒸气压降低的过程中被分离出来，这不仅可以合理减少大气排放，而且可以回收有机溶剂。不难发现冷凝回收处理工艺工艺项目少、操作简单、资源消耗低，但废气处理效果非常理想，为其在工业生产中的广泛应用带来了基础保障。

 

评价冷凝回收处理工艺的应用效果，首先需要进行定量分析，一般可以根据得到的数值进行计算，进而形成对处理工艺最客观准确的评价。在测量蒸气压时，人们可以以方程为基准，将不同温度环境下的温度值带入方程。该方程通常涵盖纯液体蒸汽分压、方程常数等精制因子，分别设定废气中溶剂的体积分数和冷凝尾气的体积分数。经过计算，人们可以得到干基含量，然后根据工艺流程逐一计算出批准的值，并不断引入方程来确定废气回收率。

 

根据冷凝回收工艺的计算结果，人们可以确定其废气处理效率。事实上，当有机溶剂的沸点较高时，如果设定的冷凝温度一致，处理后的尾气中溶剂的总量会相对减少，这可以大大提高溶剂的回收效果，而且总量一般会比去年同期增加。有机溶剂温度不高。如果冷凝温度设定在-15℃以下，溶剂基本可以回收，剩下不到10%。不同的物质有不同的物理特性，这就使得不同的物质对温度有不同的要求。例如甲醇、乙醇等，在-5℃以下的冷凝环境下能达到最佳的回收效果。因此，在减少大气排放的过程中，该过程的能效是显著的。

 

虽然冷凝回收处理工艺的应用阶段溶剂回收效率高，但当达到最佳处理温度时，尾气中残留溶剂含量仍与大气排放标准不同。也就是说，在这样的环境下，减少废气的直接排放是不符合规定的，也会造成空气污染问题。如果继续降低冷凝温度回收溶剂，动力指数会大大降低，尾气中的水蒸气会直接受到低温的影响，造成结霜等问题。因此，有必要调整处理过程的方向和形式，使用干式真空泵回收溶剂，因为干式真空泵排放的废气水分较少，与低温冷凝处理工艺相比具有明显的优势。

 

目前，废气处理工艺的类型是多样化的。其中，从综合来看，冷凝回收处理工艺应用效果良好，不仅不消耗更多的资源和资金，而且所需设备少，操作简单，废气处理过程中产生的溶剂也可以回收利用。在治疗期间，设备不需要投入大量资金。在废气处理过程中，企业可以依靠回收的溶剂增加经济收入。发现该方法对有机含量高的废气有理想的处理效果，并能实现大量的溶剂回收。相反，如果废气中的有机物含量较少，溶剂回收率会大大降低，废气处理的能效也会受其影响，呈下降趋势。因此，在应用冷凝回收处理技术的早期，应测量废气中的有机含量，并通过方程计算废气的回收率。如果确定废气中的有机物含量较少，则不适合应用冷凝回收处理技术。

 

2、水吸收处理工艺

 

部分废气的物理性质使其能够与水混合，因此可以采用水吸收法处理废气。在水吸收处理工艺的实际应用阶段，物理和化学吸收是发挥该工艺能效的关键。如果废气中的有机物性质稳定，不易改变，可以通过物理吸收的方法对废气进行处理。一般来说，水中可以溶解的有机物有很多种，人们在实际应用中需要根据它们的特性来判断。水吸收法的应用主要依靠气体吸收的双膜理论。事实上，相应的气膜和液膜在气相侧和液相侧都被覆盖。废气处理时，有机物的吸收必然会产生相应的阻力，膜是形成阻力的主要物质。当气体通过两层膜吸收传输时，液相的主体会被逐一吸收，这个阶段也会产生最大吸收值。当蒸汽和液体一致时，人们可以根据恒定值测量吸附用水量。

 

在水吸收过程的应用阶段，输入不同的类别后会产生相应的值，人们可以使用不同的公式逐一计算后确定最佳的吸收标准。一般情况下，当温度保持在9℃时，高可溶性有机物被吸收，人们应测量出水浓度，以确保工艺应用中涵盖的所有指标都能达到预期标准，从而有效提高废气处理效率。通过对比实际处理能效，可以发现水吸收法的处理效果明显高于冷凝回收工艺，有机溶剂浓度也有所降低。因此，在9℃的水吸收环境中，水溶性有机物在水吸收处理过程中更容易被吸收，该过程的能效明显强于冷凝回收处理过程。

 

当有机废气浓度一致时，吸收剂的温度与介质在水中的平衡程度直接相关。简单来说，吸收剂温度低，介质在水中的平衡浓度高，会合理减少吸收剂的使用量；吸收剂温度高，水中介质平衡会降低，导致吸收剂消耗量增加。比如在25℃以下的温度环境中，如果处理后的有机废气达到排放标准，就会在水中形成相应的稳定平衡浓度，以相应的标准为核心进行测量。水吸收有机物时，只能吸收标准部分的有机物，剩余的水需要再生或直接排放。

 

事实上，在水吸收处理过程的应用阶段，液相环境中气体的浓度不能与相平衡一致，水吸收处理过程的能效低于预期目标。因此，在处理有机废气时，如果仅以水吸收法为主体，虽然排放的废气可以达到排放标准，但会消耗更多的水资源。在技术水平上，其应用效果较好，但在综合技术上，其能效稍逊一筹。在水溶质环境中，水吸收法更适合处理有机废气，尤其是沸点低、水溶性强的有机废气。无论是有机物回收还是有机物浓度，水吸收法的能效明显强于冷凝回收工艺。但这并不意味着其他高沸点有机废气可以通过水吸收法高效分解，其处理能效相比冷凝回收工艺会有所减弱。如果只采用这种方法进行废气处理，虽然处理效果可以达到排放标准，但能耗一般较大，需要结合实际情况应用协调的处理工艺。

 

3、吸附处理过程

 

吸附可以分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是范德华引力引起的，所以选择性差。液化气体越容易被吸附，物理吸附过程类似于气体的液化，吸附热在数值上类似于冷凝热，可以认为是气体在吸附剂表面的冷凝。物理吸附很容易脱附，通过改变操作压力或温度就可以脱附被吸附的物质。化学吸附是指被吸附物质在吸附剂表面形成化学键，吸附选择性强。吸附热相当于化学反应热，但脱附困难。在废气处理过程中，人们主要使用物理吸附。

 

废气通过阻火器和气流分布器进入吸附床，废气中的有机成分被吸附剂吸附，尾气通过风机高空排放。当吸附剂接近饱和时，引入水蒸气或其他热源气体进行脱附。由于吸附剂的富集，脱附气中的有机物含量比处理前废气中的有机物浓度大幅度增加，因此具有一定的回收价值。脱附气体可由冷凝器冷凝，然后进入分层罐。如果有机物不溶于水，如甲苯等。收集油层；如果溶于水，如乙醇，会进入溶剂回收塔进一步回收。脱附气体也可以通过催化燃烧床(钯或铂催化)燃烧产生无毒废气，燃烧过程中产生的热量加热热空气进行脱附。目前制药行业常用的活性炭和碳纤维吸附剂对常见有机溶剂的吸附量为100~400g/kg，吸附量比较大。如果设计合理，吸附后尾气中有机物含量可控制在100mg/m3以下，可达到排放标准。

 

4、结论

 

低温冷凝是处理高浓度有机溶剂废气的有效方法。该方法具有设备投资少、能耗低、操作简单、回收率高等优点。它还可以在减少排放的同时回收相当数量的溶剂，具有良好的综合效益。水吸收法处理低沸点、易溶于水的有机废气有一定的优势，但在吸收过程中会产生二次污染物——废水。通过对上述有机废气处理工艺的分析，不难发现其处理能效明显难以达到预期目标。对于低浓度废气，可采用吸附处理工艺进行二次处理，确保处理后的废气指标达到排放标准。