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0530-6291333菏澤市揮發性有機化合物廢氣吸附處理方法的幾點注意事項
時間 : 2021-10-22 13:47:38 閱讀 : 125
揮發性有機化合物廢氣是PM2.5污染的主要原因。揮發性有機化合物廢氣將成為未來 重點檢查的一部分。目前，企業大多采用吸附法處理揮發性有機化合物廢氣。吸附和解吸溫度與解吸物質的沸點有關，解吸溫度越高，解吸效率越高。精科儀器在處理揮發性有機化合物廢氣時，建議設定解吸溫度可以減少能源浪費和運行成本。精科儀器也獲得了該技術的揮發性有機化合物廢水處理專利。精科儀器介紹了揮發性有機化合物廢氣處理的工藝流程，包括吸附分支和解吸溫度。在碳基吸附劑處理揮發性有機化合物的過程中，無論采用低壓蒸汽解吸還是氮氣解吸，解吸介質都會被加熱到一定的溫度以解吸被吸附物。當使用水蒸氣解吸時，水蒸氣通常被加熱到100℃。主要利用水的潛熱，不考慮設備的承壓問題。使用氮氣解吸時，可以選擇加熱溫度，當溫度超過100℃時，不需要考慮設備的承壓問題。目前，解吸溫度的選擇一般是直截了當的:無論解吸的是什么物質，水蒸氣溫度一般都設定在 或稍高一點；氮是根據解吸物質的性質來確定的。因此，在選擇解吸溫度時經常出現誤解1)對于揮發性有機化合物的解吸溫度，通常認為要從吸附劑上解吸這些物質，解吸溫度必須高于該物質的沸點；2)由于誤解，在不應使用高溫解吸時，錯誤地使用了高溫解吸，這不僅達不到理想的效果，而且造成能量浪費。2揮發性有機化合物的吸附處理揮發性有機化合物的吸附處理工藝流程如下圖所示。3揮發性有機化合物處理的一般解吸方法3.1升溫解吸(Temperature risk destruction)是一種升高溫度，使吸附質分子從固體吸附劑中逸出并解吸的方法，稱為升溫解吸。加熱解吸采用水蒸氣、熱惰性氣體(如氮氣)、熱煙氣或感應加熱。3.2減壓解吸減壓解吸，也稱為排空解吸，是一種解吸方法，其中降低飽和吸附劑周圍的壓力允許其上的吸附質逸出。減壓后，氣相中吸附質的分壓為降低，平衡吸附量為降低，使吸附質脫附。3.3置換解吸是指在解吸條件下，用比原吸附質對吸附劑有更強親和力的物質代替原吸附質的方法，稱為置換解吸。3.4吹掃和解吸用未被吸附劑吸附的氣體(如惰性氣體)吹掃床，以解吸被吸附物，這稱為吹掃和解吸。在實際應用中，它通常是幾種解吸方法的組合，例如蒸汽解吸，它同時具有加熱和吹掃功能。4揮發性有機化合物的解吸溫度、解吸效果和解吸分析4.1揮發性有機化合物。一些揮發性有機化合物的解吸溫度和效率可以在工程實踐中觀察到，如下表所示。從上表可以看出:
(1)解吸溫度與物質的沸點關系不大。以三甲基苯為例，其沸點為164.7℃，在100℃使用水蒸氣時，可以很好地解吸(解吸率為97.01%)。對于遠低于其沸點的丙烯酸(沸點141℃)，用 水蒸氣解吸完全沒有影響。
(2)從上表中的各種物質來看，所有飽和蒸汽壓在10.0千帕以上的物質都可以用 水蒸氣很好地解吸。而飽和蒸汽壓較低的物質，如苯乙烯(25℃時為0.841)、鄰苯二甲酸二丁酯(148.2℃時為0.13)、丙烯酸丁酯(20℃時為0.53)等。雖然沸點比三甲基苯低得多，但由于飽和蒸汽壓低，它們不能用 水蒸氣解吸。可以得出結論，物質的解吸溫度基本上與其沸點無關，但與其飽和蒸汽壓密切相關。
(3)有些物質由于飽和程度低而難以解吸 當溫度降至110℃時，解吸率達到99.20%的峰值。因此，溫度越高，解吸越徹底，解吸溫度越高，解吸效率越低。在這種情況下，應通過實驗仔細選擇合適的解吸溫度，以獲得z佳解吸效率。
4.2分析(1)解吸溫度和飽和蒸汽壓之間的關系]。就脫附原理而言，吸附質從吸附表面脫附的根本原因是吸附質分子必須克服吸附表面對其的吸引力，并增加其與表面分離的驅動力。換句話說，為了從吸附劑表面解吸被吸附物分子，有必要給予其能量或驅動力以從吸附劑表面“蒸發”到吸附劑擺動通道中，從而進入氣相主體。在常用的解吸方法中，加熱解吸是為了提供能量來增加分子的動能。吹掃解吸和減壓(真空)解吸都是針對吸附劑降低的孔道中廢氣分子的分壓，即蒸汽壓，以引起廢氣的濃度差，從而為廢氣分子從吸附劑表面轉移到氣相提供驅動力。驅動力越大，廢氣分子的解吸速度越快。因此，從這個理論出發，不難理解吸附質的解吸溫度與其飽和蒸汽壓直接相關，與沸點無關。(2)當一些低飽和蒸汽壓的物質被解吸時，如果溫度過高，解吸速率會降低。從吸附的分類來看，它可以分為物理吸附和化學吸附。在物理吸附中，形成的鍵能僅在范德瓦爾斯力(van der Waals force)的范圍內，即z大值僅為約80 kJ/kmol，而化學吸附的吸附鍵能可達到400 kJ/kmol以上。在物質的吸附中，經常會有一種現象:當溫度低時，就是物理吸附；如果溫度上升，它可能會轉化為化學吸附[3]。換句話說，當解吸溫度過高時，現有的物理吸附狀態可能轉變為化學吸附狀態，從而吸附鍵的鍵能大大增加，因此解吸不容易。這就是為什么溫度太高，但物質的解吸率下降。當然，如果你想徹底理解這個問題，你只能在兩種狀態下對吸附鍵的鍵能進行測定。然而，仍然很難確定吸附鍵的鍵能測定。雖然有些人可以用同步輻射光離子化的方法來測定某些物質化學鍵的鍵能測定，但用這種方法還不能很好地測定吸附鍵的鍵能測定，目前還沒有報道。關于解吸溫度確定的5點建議(1)對于飽和蒸汽壓為10kPa的物質，原則上可以用100℃的蒸汽進行解吸；然而，從節能的角度來看，建議對于具有較高飽和蒸汽壓和較低沸點(如70℃)的物質，如丙酮:沸點56.1℃，飽和蒸汽壓2371.86千帕(100℃)；)；四氫呋喃:沸點66℃，飽和蒸汽壓101.33千帕(66.0℃)；二氯甲烷:沸點39.75℃，飽和蒸汽壓80.00千帕(35℃)等。建議使用較低溫度的氮氣進行脫附，脫附劑不僅可以達到降低的溫度，而且在冷凝脫附的混合氣體時還可以節約能源，無需使用非常低溫度的冷凝液進行冷凝分離(例如，二氯甲烷需要在7℃下用低溫水冷凝分離)。由于采用氮氣解吸，也節省了冷凝水處理的問題。(2)低飽和蒸汽壓物質采用高溫解吸時，也應采用合適的溫度進行解吸，這樣不僅解吸效率高，而且達到節能的目的。當然，對于各種物質的解吸溫度的選擇，目前還沒有現成的數據可以查詢，需要反復實驗來初步確定，然后進行經濟可行性分析，z終確定所選擇的解吸溫度I是否
(1)解吸溫度與物質的沸點關系不大。以三甲基苯為例，其沸點為164.7℃，在100℃使用水蒸氣時，可以很好地解吸(解吸率為97.01%)。對于遠低于其沸點的丙烯酸(沸點141℃)，用 水蒸氣解吸完全沒有影響。
(2)從上表中的各種物質來看，所有飽和蒸汽壓在10.0千帕以上的物質都可以用 水蒸氣很好地解吸。而飽和蒸汽壓較低的物質，如苯乙烯(25℃時為0.841)、鄰苯二甲酸二丁酯(148.2℃時為0.13)、丙烯酸丁酯(20℃時為0.53)等。雖然沸點比三甲基苯低得多，但由于飽和蒸汽壓低，它們不能用 水蒸氣解吸。可以得出結論，物質的解吸溫度基本上與其沸點無關，但與其飽和蒸汽壓密切相關。
(3)有些物質由于飽和程度低而難以解吸 當溫度降至110℃時，解吸率達到99.20%的峰值。因此，溫度越高，解吸越徹底，解吸溫度越高，解吸效率越低。在這種情況下，應通過實驗仔細選擇合適的解吸溫度，以獲得z佳解吸效率。
4.2分析(1)解吸溫度和飽和蒸汽壓之間的關系]。就脫附原理而言，吸附質從吸附表面脫附的根本原因是吸附質分子必須克服吸附表面對其的吸引力，并增加其與表面分離的驅動力。換句話說，為了從吸附劑表面解吸被吸附物分子，有必要給予其能量或驅動力以從吸附劑表面“蒸發”到吸附劑擺動通道中，從而進入氣相主體。在常用的解吸方法中，加熱解吸是為了提供能量來增加分子的動能。吹掃解吸和減壓(真空)解吸都是針對吸附劑降低的孔道中廢氣分子的分壓，即蒸汽壓，以引起廢氣的濃度差，從而為廢氣分子從吸附劑表面轉移到氣相提供驅動力。驅動力越大，廢氣分子的解吸速度越快。因此，從這個理論出發，不難理解吸附質的解吸溫度與其飽和蒸汽壓直接相關，與沸點無關。(2)當一些低飽和蒸汽壓的物質被解吸時，如果溫度過高，解吸速率會降低。從吸附的分類來看，它可以分為物理吸附和化學吸附。在物理吸附中，形成的鍵能僅在范德瓦爾斯力(van der Waals force)的范圍內，即z大值僅為約80 kJ/kmol，而化學吸附的吸附鍵能可達到400 kJ/kmol以上。在物質的吸附中，經常會有一種現象:當溫度低時，就是物理吸附；如果溫度上升，它可能會轉化為化學吸附[3]。換句話說，當解吸溫度過高時，現有的物理吸附狀態可能轉變為化學吸附狀態，從而吸附鍵的鍵能大大增加，因此解吸不容易。這就是為什么溫度太高，但物質的解吸率下降。當然，如果你想徹底理解這個問題，你只能在兩種狀態下對吸附鍵的鍵能進行測定。然而，仍然很難確定吸附鍵的鍵能測定。雖然有些人可以用同步輻射光離子化的方法來測定某些物質化學鍵的鍵能測定，但用這種方法還不能很好地測定吸附鍵的鍵能測定，目前還沒有報道。關于解吸溫度確定的5點建議(1)對于飽和蒸汽壓為10kPa的物質，原則上可以用100℃的蒸汽進行解吸；然而，從節能的角度來看，建議對于具有較高飽和蒸汽壓和較低沸點(如70℃)的物質，如丙酮:沸點56.1℃，飽和蒸汽壓2371.86千帕(100℃)；)；四氫呋喃:沸點66℃，飽和蒸汽壓101.33千帕(66.0℃)；二氯甲烷:沸點39.75℃，飽和蒸汽壓80.00千帕(35℃)等。建議使用較低溫度的氮氣進行脫附，脫附劑不僅可以達到降低的溫度，而且在冷凝脫附的混合氣體時還可以節約能源，無需使用非常低溫度的冷凝液進行冷凝分離(例如，二氯甲烷需要在7℃下用低溫水冷凝分離)。由于采用氮氣解吸，也節省了冷凝水處理的問題。(2)低飽和蒸汽壓物質采用高溫解吸時，也應采用合適的溫度進行解吸，這樣不僅解吸效率高，而且達到節能的目的。當然，對于各種物質的解吸溫度的選擇，目前還沒有現成的數據可以查詢，需要反復實驗來初步確定，然后進行經濟可行性分析，z終確定所選擇的解吸溫度I是否
揮發性有機化合物廢氣處理進行解吸處理時，揮發性物質與其沸點無關。z相關的是蒸發時的壓力沸點。從節能的角度來看，對于低沸點、高飽和蒸汽壓的揮發性有機化合物，建議使用低溫(如100℃)氮氣進行脫附，這樣不僅可以節省脫附過程中的能量，還可以達到冷凝分離過程中的節能目的，還可以節約污水處理的成本。精科儀器目前，在處理揮發性有機化合物廢氣時，所獲得的特殊廢氣處理技術可以有效解決與廢氣處理相關的能源問題。
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標題：菏澤市揮發性有機化合物廢氣吸附處理方法的幾點注意事項
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