DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.1996.05.007eNeehwTInoyOgmDeotiesanIdentarintaonlVO)C的净化回收技术有机废气中挥发性有机物(炭吸附和膜分离—闰勇(化工部科学技术研究总院提要北京100083)对有机废气中VOC净化回收的两种商业化的技术;较;对两种技术的特点关扭词回收适用范围作了说明对国内外该领域的最新进展进行了概述—炭吸附和膜分离技术进行了比VOC炭吸附膜分离1前言VOC(Vo表latileOrga1常见可回收的VOCnieCompounds挥发常见有机物月旨肪类碳氢化合物丁烷性有机物)是石油化工制药印刷制鞋喷正己烷漆等行业排放的最常见的污染物该类有机物如氯易芳香类碳氢化合物抓化碳氢化合物苯甲苯二甲苯苯乙烯大多具有毒性乙烯部分已经被列入致癌物苯多环芳烃甲醛等;制鞋生产中工;二抓甲烷三抓甲烷三抓乙烷二抓乙烯三氛乙烯四抓乙烯酮四抓化碳人苯中毒致死事件已发生多次多数VOC醛醇多元醇类丙酮燃易爆VOC对生产企业也存在不安全性;部分对臭氧层具有破坏作用如氯氟碳化物醚丁酮环己酮甲基异丁基酮甲醛乙醛甲醉异丙醇异丁醇CFC和氯氟烃酚环氧类化合物甲酚苯酚环氧乙烷环氧丙烷乙醚由于VOC的危险性西方发达国家颁布醋胺酸类化合物睛类化合物醋酸乙醋醋酸丁醋乙酸法令对VOC的排放进行管制美国通过了《清二甲基甲酞胺丙烯睛洁空气修正案》和《污染防止法》提高了废气其他氛氟碳化物基澳CFCs氛氟经甲排放标准8种空气危险污染物将工业中的19列为毒性空气污染物其中大部分为VOC我方法H02如燃烧法等将V()C:转化成CO和国的《中华人民共和国大气污染防治法》要求;另外一种为非破坏性方法即本文所介绍:工业生产中产生的可燃性气体应回收利用样就要求有经济而有效回收2v0C这;的回收法现有的方法有川炭吸附法冷凝法;VOC的技术8膜分离法许多vo前两种方法早已工业化的回收普遍用于污染物的种类c尤其是炭吸附法在制鞋根据挥发性有机物的结构可分成表1类如喷漆印刷电子等行业中对苯醋酸乙醋氯国内也有许多所示仿等有机溶剂的回收非常有效C上述VO中多数因有经济价值而可进公司从事这方面的工作;冷凝法是另一常用的行回收部分因用其他方法(如燃烧等)无法不能达到环保排放要方法主要用于回收高沸点(即低挥发性)和除去或会造成二次污染高浓度的有机物处理阶段19960306一般用于各种净化方法的前求3而只能加以回收VOC如氯乙烯cFc等回收技术收稿VOC净化回收方法有两类一种是破坏性261刃陌率第了娜伦工进属NewTeehnologyDomestiCandInternational膜分离法是在海水淡化研究中出现的新方法见的有苯碳甲苯己烷庚烷丙酮四氯化现已用于石油化工制药等领域该方法蔡醋酸乙醋等活性炭纤维吸附可回收流程简单回收率高能耗低无二次污染是苯乙烯和丙烯睛等反应性单体吸附要高的多费用较活性炭制鞋行业的三一种非常有前途的分离方法目前已成功用于列出了几种回收该法[一`〕l已广泛用在喷漆行业多种VOC的净化回收表2的苯乙醇醋酸乙醋的回收方法的特点苯和丙酮的回收醋和甲茱的回收2印刷行业的异丙醇乙酸乙电子行业的二氯甲烷和三氯因部分VOC会与活性炭不适宜用炭吸附法回收如表控制浓度范围/ml常用VOC的回收技术二次污染物乙烷的吸附回收3流量m一技术炭吸附范围/m回收率h13使用限制OC/%限制反应故有些V对部分酮体积20~5000600~360000600~102000鉴50再生剂不适于相对湿度废活性炭>05%的物流冷凝液无醛酷等含活性的物质不适用活性炭对高挥发性物料该类应VOC会与活性炭或在活性炭表面发生反;冷凝5000~12000~90不适于沸点<38℃的VOC膜的通量较小堵塞炭孔具有膜分离>5090高的分子量用过;高沸点及能聚合的有机物也不适不得超一99该法对进口物料的浓度也有限制5000又10一“.31否则要预先进行稀释;再有蒸炭吸附法炭吸附是目前最广泛使用的回收技术主气再生产生的废液也可能成为危害物次污染3造成二要用于有机溶剂的回收商业化的吸附剂有粒2状活性炭和活性炭纤维两种艺流程完全相同它们的原理和工膜分离法其他的吸附剂如沸石膜分离法是一种新的高效分离方法心部分为膜元件和卷式膜321其中分子常用的膜元件有中空纤维膜膜分离技术原理是根据筛等也有工业应用广泛使用3.因费用较高限制了它们的分为气体分离膜和液体分离膜等LI原理和流程原理和流程炭吸附的原理是吸附剂VOC;较大的比表面积对有机废气中所含的生吸附此吸附多为物理吸附有机蒸气和空气透过膜的能力不同而将二者压缩和冷发当分开的1它由两个步骤组成首先过程可逆吸附达饱和后再用热空气或水蒸气脱附再凝有机废气而后进行膜蒸气分离过程如图生的活性炭循环使用附器吸附过程常采用两个吸另一个脱附再生所示含当一个吸附时保证VCX二压一匕|过程的连续性;经吸附器吸附后的气体直接排有机废气ō机|一日图日纷一lew|厂-,日l冷丁一ǐ||器|L凝膜单元出系统外;脱附采用水蒸汽作为脱附剂蒸汽;将吸附在炭表面的法VOC脱附并带出吸附器冷凝水则排出系统渗透物流根据物料的不同性质采用冷凝或蒸馏两种方将VOC提纯回收膜分离流程原理图312工业应用活性炭吸附法最适于处理一6VOC浓度为(300一5000)x10的有机废气压缩后的混合物进入冷凝器中冷却冷凝下来主要用于脂肪族和芳香族碳氢化合物大部分的液态VOC即可回收混合物中未凝部分通含氯溶剂常用醇类部分酮类和酷类等常过亲有机物膜的表面分成两股物流I夕,`渗透物流27牢第夕娜NewTeehnologyDomestieandInternational含大部分有机物透过程进行返回压缩机进口;未透过为为保证渗化用膜分离法回收VO4C则刚刚开始研究离去除了有机物的物流流侧的压力比一9从系统排出气体分离膜的工业化还有一段距离回收技术的选择膜的进料侧压力要高于渗透后物」voc回收方案的选择取决于许多因素包膜分离技术在流量和浓度区间弥补了炭吸附和凝结法不能解决的情况收的种类32括VOC的性质和浓度进入物流的流速回收扩大了VOC回效率时现场情况OC污染物的回收价值等对于6为各种行业VOC回收提供了一种较稀v的情况即VOC浓度镇65000火10一有效的方法2炭吸附是最好的方法结合热空气或蒸气时则需在吸附前VOC工业应用用膜法可回收的常见VOC;来脱附当浓度>5000x10一有脂肪和芳香族碳氢化合物含氯溶剂酮醛睛酮稀释炭吸附的费用取决于移出的数量则考虑;酚醇胺酸等大部分VOC如丁烷苯乙烯正和流速回收是否回收炭所吸附的物质主要由经济丁烷辛烷三氯乙烯二氯乙烯丙环原因决定对流量大和有价值的产品0血3/h)乙醛乙睛甲基澳甲基氯甲基异丁甲醇大气量物流需要现场安装脱附单元对基酮二氯甲烷氯仿四氯化碳小气量物流(即流量小于60需运送集中脱附处理吸附的炭氧乙烷环氧丙烷HCFC12CFC12CFC12CFC13运输过程容易使被吸附等的VOC逸出两种脱附方法均存在一个问题膜分离技术已成功地用于许多领域效地解决用其产生的废液可能不易循环甚至可能成为危险他方法难以回收的有机物用膜分离技术则可有的废污染物该技术已实现工业化VCM世界上现已PVC冷凝法对高沸点的有机物效果较好对中VOC有数十套装置建成并已运行多年如中的致癌物的回收再用聚合医院等和高挥发的有机物效果不好该法适合浓度大于用聚烯烃聚合中5%的情况并需低温和高压设备费己烷的回收喷漆过程中回收HCFC123用和操作费用高回收率不高故很少单独使消毒中回收C电冰箱FC2和环氧乙烷等对致冷(如1空调等)气雾剂泡沫塑料等行业排CFC膜分离方法最适合于处理较浓的物流voc浓度)1000x10即放的破坏臭氧层的法即可有效地解决出口排放的丙酮s的HCFC用膜分离乙睛6系统的费用与进口流膜系统用来回收从反应器甲醇速成正比过程与浓度则关系不大对大多数间歇四氢吠喃甲因温度压力流量和VOC的浓度是在7%有机蒸气浓度范围从。一苯等回收率>950%一个范围内变化要求回收设备有较大的适应性膜系统正能满足这一要求目前膜分离这一新技术正迅速发展成为膜系统和传统炭吸附法的选择体解决的问题VOC回收主要依具石油化工制药食品加工等回收VOC的有效炭吸附主要解决环保问题回方法同时也使排放的废气达到环保要求`现收则作为一种节省投资的手段;主要用于稀的正越来越受到各个相关行业的重视〔总之一`2〕而膜系统则着重于回收通过高的有机废气中VCOC的回收间题现在回收率使有经济价值的VOC基本回收因回已经有了切实可行的方法炭吸附法和膜分离的回收目前收率高未被回收的VOC量极少保证其能完全符合环保排放要求技术可以解决大部分VO国内其处理的浓度从电子行(下转第40页)粒状活性炭和活性炭纤维法已经实现了商业281兜肠卒第三娜eweeoogyomeicIeio低故在相同条件下挤压机具有更高的生产ZhongChSetalSECRIWieInduty199510553~能力;5541(4)周亨辐照41交联无卤阻燃电线电缆将是今后近国外塑料1995王良恩等化工进展1995132一24大力开发的产品之一;孙大沂电线电缆译丛1992501(5)低烟无卤阻燃电线电缆料的开发在国孙大沂电线电缆译丛919438~9际上仍是一个受到关注的课题TayloJAetlwiInduty1993l35一386etalWiIndstry19937参考文献TayloJ405一4111钱宝杰电线电缆919539ReeentProgressinLowsmokeNonhalogenFireretardantComPoundsforWireandCableLIC丙uynan(SpeeialChemicalsDepartmentCollegeofChemiealEngineeringBeijingUnitedUniversityeBijing100009)AbstraetInthispaperreeentprogressandtendeneyinlowsmokefireretardantnonhalogeneompoundsforthewireandeablearoundtheworldaresummarizedKeywordslowsmokefi:eretardantnonhalogenmeehaniealpropertiesradiation(上接第28页)BkRWYohiokNMohJMKhanAJJMm业较稀的溶剂到石油化工制药行业排放的较Sci198131259一271PaulHPhilipsenCGerneFJStathmannHJMem高浓度的未反应单体或挥发的溶剂膜回收方Sci198836363~372法的前景非常好KimmeleKBellCMGdnthWChmielHJMm段i19885参考文献36477~488CtwightPChemEng1994(9)841MoettiECMuk~87hopdhyyNChemEngProgeBabTMilleBDChemEng1994(9)55一90199389(7)20~2610SimmonVKhmkatJJaeobMLetalChem2RuddyENCrollLAChmEngProge199389Eng1994(9)92一94(7)28一3521ntoChmEng2994(7)94一953RuhlMJChemEngPoge199389(7)3oSnL7一41CllionJChemielPoing1994(9)33一364KumaKSPnningtonRLZmMdJTChemEng1993(6)12~17PurificationandRecoveryTeehnologiesofVOCfromWasteAirCarbonAdsorPtionandMembraneSeParationy口nYong(CentralResearehInstituteofSeienee邑TeehnologyMinistryofChemiealIndustryBeijing100083)Abstr8CtThepapereomparestwokindsofeommeriealteehnologiesearandmembraneseParationwhiehareusedforthepurifieationandreeov—bonadsorptioneryofvolatileorganlceompoundsfromwasteairstreamsfoeusestheirapplieationrangesandfeaturesreviewstheirreeentprogressintheworldKeywordsreeoveryVOCearbonadsorPtionmembraneseParation041列陌卒菊`娜