幾種有機廢氣處理工藝及其效果分析!
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2021-09-10 14:20
幾種有機廢氣處理工藝及其效果分析!
工業廢氣成分復雜,如果不進行有效處理,直接排放會嚴重污染***氣環境,因此廢氣治理的重要性不斷凸顯。人們應該根據實際需求使用相應的廢氣處理工藝,并仔細評估處理效果,從而不斷提高廢氣處理工藝水平。本文詳細介紹了有機廢氣處理中常用的工藝,并對處理效果進行了分析和評價。
隨著社會經濟的發展和科學技術的進步,工業生產規模不斷擴***。雖然這很***程度上滿足了社會的需求,但工業發展面臨的環保壓力也越來越***。隨著***氣污染物排放量的不斷增加,企業需要將自身發展與生態環境有機結合,從根本上提高廢氣處理效率。廢氣處理的能效與工藝選擇密切相關,不同廢氣的性質和濃度差異較***。人們需要從經濟性和應用屬性方面選擇***的廢氣處理工藝,從而進一步提高廢氣處理質量。
1、冷凝回收處理工藝。
不同來源的廢氣性質和濃度不同,工藝選擇逐漸成為廢氣處理的重點和難點。
其中,高濃度廢氣多產生于真空濃縮等環節。不難發現,廢氣中含有***量有機溶劑,沸點明顯。人們可以選擇低溫冷凝回收處理工藝。事實上,這一過程的能量效率取決于被處理物體的材料***性。當廢氣置于低溫環境中時,液體的性質會在溫度的作用下發生變化,在降低其平衡蒸氣壓的過程中會分離出廢氣中的***量有機溶劑,不僅可以合理減少***氣排放,還可以回收有機溶劑。
不難發現,冷凝回收處理工藝在實際應用階段流程項目較少,操作簡單,一般資源消耗較低,但廢氣處理效果非常理想,為其在工業生產中的廣泛應用帶來了基礎保障。
評價冷凝回收處理工藝的應用效果,***先需要進行定量分析,一般可以根據得到的數值進行計算,進而形成對處理工藝***客觀、***準確的評價。
在測量蒸氣壓時,人們可以以方程為基準,在不同的溫度環境下,可以將溫度值帶入方程中。該方程通常涵蓋純液體蒸汽分壓、方程常數等精制要素,分別設定廢氣中溶劑的體積分數和冷凝尾氣的體積分數。經過計算,人們可以獲得干基含量,然后根據工藝流程逐一計算出批準值,并不斷引入方程來確定廢氣回收率。
根據冷凝回收工藝的計算結果,人們可以確定其廢氣處理效率。事實上,當有機溶劑沸點較高時,如果設定的冷凝溫度一致,處理后的尾氣中溶劑總量會相對減少,可以******提高溶劑的回收效果,總量較去年同期一般會有所增加。有機溶劑不需要高溫。如果冷凝溫度設定在-15℃以下,溶劑基本可以回收,剩下的不到10%。
不同的物質有不同的物理***性,這就使得不同的物質對溫度有不同的要求。例如甲醇和乙醇在-5℃以下的冷凝環境中可以達到***的回收效果。因此,在減少***氣排放的過程中,這一過程的能效是顯著的。
雖然冷凝回收處理工藝的應用階段溶劑回收效率高,但當達到***處理溫度時,尾氣中的溶劑含量仍與***氣排放標準不同。也就是說,在這樣的環境下,減少廢氣的直接排放是不符合規定的,也會造成空氣污染問題。
如果繼續降低冷凝溫度回收溶劑,動力指數會******降低,尾氣中的水蒸氣會直接受到低溫的影響,導致結霜等問題。因此,需要調整處理工藝的方向和形式,使用干式真空泵回收溶劑,因為干式真空泵排出的廢氣中水分較少,與低溫冷凝處理工藝相比***勢明顯。
目前,廢氣處理工藝涵蓋的工藝類型具有一定的多樣化***征。其中,冷凝回收處理工藝綜合來看應用效果較***,不僅不消耗更多的資源和資金,而且所需設備少,操作簡單,廢氣處理過程中產生的溶劑也可以回收利用。
處理期間,設備不需要投入***量資金。在廢氣處理過程中,企業可以依靠回收的溶劑增加經濟收入。發現該方法對有機含量高的廢氣效果理想,并能實現***量溶劑回收。
相反,如果廢氣中的有機物含量較少,溶劑回收率會******降低,廢氣處理的能效也會受其影響,呈現下降趨勢。因此,在應用冷凝回收處理技術的早期,應測量廢氣中的有機含量,并用方程計算廢氣的回收率。如果確定廢氣中有機物含量較少,則不適合應用冷凝回收處理技術。
2、水吸收處理過程。
部分廢氣的物理性質使其能夠與水混合,因此可以采用水吸收法處理廢氣。在水吸收處理工藝的實際應用階段,物理和化學吸附是發揮工藝能效的關鍵點。如果廢氣中的有機物性質相對穩定,不易發生變化,可以通過物理吸收的方式對廢氣進行處理。
一般來說,可溶于水的有機物有很多種,人們在實際應用中需要根據其***性來判斷。水吸收法的應用主要依靠氣體吸收的雙膜理論。事實上,相應的氣膜和液膜在氣相側和液相側都被覆蓋。廢氣處理時,有機物的吸收必然會產生相應的阻力,而膜是形成阻力的主要物質。當氣體被吸收并通過兩層膜傳輸時,液相將被逐一吸收,并在此階段產生***吸收值。當蒸汽和液體一致時,人們可以根據恒定值測量吸附用水量。
在水吸收過程的應用階段,進入不同的類別后會產生相應的數值,人們可以使用不同的公式逐一計算后確定***的吸收標準。
一般當溫度保持在9℃時,高溶解性有機物被吸收,人們要測量出水濃度,確保工藝應用中涵蓋的各項指標都能達到預期標準,從而有效提高廢氣處理效率。通過對比實際處理能效可以發現,水吸收法的處理效果明顯高于冷凝回收處理工藝,有機溶劑濃度也有所降低。
因此,在9℃的水吸收環境中,可溶性有機物在水吸收處理過程中更容易被吸收,該工藝的能效明顯強于冷凝回收處理工藝。
當有機廢氣濃度一致時,吸收劑的溫度直接關系到介質在水中的平衡程度。簡單來說,如果吸收劑溫度低,介質在水中的平衡濃度就會高,這樣就會合理減少吸收劑的使用量。如果吸收劑溫度高,介質在水中的平衡會降低,從而導致吸收劑消耗量增加。
比如在25℃以下的溫度環境下,如果處理后的有機廢氣達到排放標準,就會在水中形成相應的穩定平衡濃度,以相應的標準為核心進行測量。水吸收有機物時,只能吸收標準部分的有機物,剩余的水需要再生或直接排放。
事實上,在水吸收處理工藝的應用階段,液相環境中的氣體濃度與相平衡中的氣體濃度并不一致,水吸收處理工藝的能效低于預期目標。因此,在處理有機廢氣時,如果僅以水吸收法為主體,雖然排放的廢氣能夠達到排放標準,但會消耗更多的水資源。在技術水平上,其應用效果不錯,但在綜合技術上,其能效稍遜一籌。
在水溶質環境中,水吸收法更適合處理有機廢氣,尤其是沸點低、水溶性強的有機廢氣。無論是有機物回收還是有機物濃縮,水吸收法的能效明顯強于冷凝回收法。但這并不意味著其他高沸點有機廢氣可以通過水吸收法高效分解,其處理能效相比冷凝回收工藝會有所減弱。如果只采用這種方法進行廢氣處理,雖然處理效果可以達到排放標準,但能耗一般較***,因此需要結合實際情況應用協同處理工藝。
3、吸附處理過程。
吸附可分為物理吸附和化學吸附。物理吸附主要由范德華引力引起,選擇性差。液化氣越多,越容易被吸附。物理吸附過程類似于氣體的液化,吸附熱在數值上也類似于冷凝熱,可視為氣體在吸附劑表面的冷凝。
物理吸附很容易脫附,通過改變操作壓力或溫度就可以脫附被吸附的物質。化學吸附是指被吸附的物質在吸附劑表面形成化學鍵,吸附具有選擇性。吸附熱相當于化學反應熱,但脫附困難。在廢氣處理過程中,人們主要采用物理吸附。
廢氣通過阻火器和空氣分布器進入吸附床,廢氣中的有機成分被吸附劑吸附,尾氣通過風機高空排放。當吸附劑接近飽和時,引入水蒸氣或其他熱源氣體進行脫附。由于吸附劑的富集,脫附氣中的有機物含量較處理前廢氣中的有機物濃度***幅增加,因此具有一定的回收價值。
脫附的氣體可由冷凝器冷凝,然后進入分層罐。如果溶于水,如乙醇,將進入溶劑回收塔進一步回收處理。脫附氣體也可以在催化燃燒床(鈀或鉑催化)中燃燒,產生無毒廢氣,燃燒過程中產生的熱量加熱熱空氣進行脫附。目前制藥行業常用的活性炭和碳纖維吸附劑對常見有機溶劑的吸附量為100~400g/kg,吸附量比較***。如果設計合理,吸附后尾氣中有機物含量可控制在100mg/m3以下,可達到排放標準。
在這個處理過程中沒有分析燃燒技術。
低溫冷凝是處理高濃度有機溶劑廢氣的有效方法。該方法具有設備投資少、能耗低、操作簡單、回收效率高等***點。它還可以在減少排放的同時回收相當數量的溶劑,具有******的綜合效益。水吸收法處理低沸點、易溶于水的有機廢氣有一定的***勢,但在吸收過程中會產生二次污染物——廢水。
分析上述有機廢氣處理工藝后不難發現,其處理能效顯然難以達到預期目標。對于低濃度廢氣,可應用吸附處理工藝進行二次處理,確保處理后的廢氣指標達到排放標準。
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