2007

年

月

张汉杰等

1有机废气吸附净化处理的新型工艺研究

・

界范围内污染最严重的 10 个城市中 ,中国就占了

7个 ,由此可见亟需改善 VOC s的排放和控制。

VOC s是一类严重危害人体健康的气体污染

物 ,在 19世纪末 ,人们就己经知道 ,暴露足够高浓
度的有机溶剂会引起急性中毒

[ 4 ]

。因为大多数

VOC s具有毒性 ,挥发性大 ,容易逸散而飘浮在空

气中等特点 ,经由皮肤接触或呼吸途径 ,会伤害人
体的呼吸道、

肺脏、

肝脏、

肾脏、

造血系统及神经系

统等 ,影响所及轻者头痛、

疲倦 ,重者呼吸困难、

神

经麻痹 ,甚至致癌致命。

有机废气 (溶剂 )的处理技术有回收法和消除

法。回收法主要有吸附法、

冷凝法、

吸收法及膜分

离法 ,是通过物理方法 ,用温度、

选择性吸收剂和选

择性渗透膜等来分离回收有机溶剂。消除法有热
氧化、

催化燃烧、

生物氧化等技术 ,主要是通过化学

或生化反应 ,用热、

催化剂和微生物等 ,将有机物转

变成为 CO

和 H

O。吸收法是利用吸收剂将有机

物从气相吸收到液相中 ,然后直接分离或精馏 ,但
再生费用较高 ,易于产生二次污染 ;冷凝法是将温
度降到有机物的露点以下 ,使有机物冷凝回收 ,操
作简单 , 但能耗、

运行费用高 ;膜分离法是利用对

有机物有选择吸附性的亲有机物膜 ,将有机物与空
气分离 ,此法回收率高 ,可处理低浓度有机废气 ,对
设备无二次污染 ,但投资高 ,不适于大流量物流。
吸收法与冷凝法及热氧化、

催化燃烧法适于高浓

度、

低流量废气 ;生物氧化法的酶催化技术难以推

广 ;吸附法适于处理低浓度、

高流量废气 ,操作简

单。总之 ,有机溶剂应用的行业很广 ,种类又多 ,

VOC s的排放状况复杂 ,有机废气 (溶剂 )的处理技

术各有优缺点 ,应该根据具体情况选择适当的回收
方法 ,并制定治理对策。

2　吸附净化处理新型工艺研究

吸附净化技术是一种成熟的化工单元过程 ,早已

用于各种有机溶剂的回收 ,尤其是活性炭吸附法已经
在印刷、

电子、

喷漆、

胶粘剂等行业 ,用于对苯、

二甲

苯、

四氯化碳等有机溶剂的回收。近几年来 ,由于环

保要求的更加严格 ,吸附技术也得到了迅速的发展 ,
出现了新的吸附工艺和设备 ,吸附剂的改进 ,如活性
炭纤维和沸石的使用 ,也扩大了吸附技术的应用范
围 ,使吸附成为有机废气 (溶剂 )处理技术的首选
方法。

2. 1　吸附

2水蒸汽再生 2溶剂回收净化工艺

吸附

2水蒸汽再生 2溶剂回收工艺是目前最

为广泛使用的回收技术 ,其原理是利用粒状活性
炭、

活性炭纤维或沸石等吸附剂的多孔结构 ,将废

气中的有机物捕获 ;当废气通过吸附床时 ,其中的
有机物被吸附剂吸附在床层中 ,废气得到净化 ;由
于吸附剂的价格较高 ,需要对其进行脱附再生 ,循
环使用。当吸附剂吸附达到饱和后 ,通入水蒸汽加
热吸附床 ,对吸附剂进行脱附再生 ,有机物被吹脱
放出 ,并与水蒸汽形成蒸汽混合物一起离开吸附
床。用冷凝器冷却蒸汽混合物 ,使其冷凝为液体。
若有机溶剂为水溶性的 ,则使用精馏法 ,将液体混
合物分离提纯 ;若为水不溶性 ,则用分离器直接分
离回收 VOCs。具体可见图 1。

图

　吸附

2水蒸汽再生 2溶剂回收净化工艺

吸附

2水蒸汽再生净化工艺 ,利用吸附剂吸附

有机物 ,然后用蒸汽脱附 ,最后直接分离或进一步
精馏对不溶于水的溶剂 , 它是常规吸附方法与溶
剂回收方法的组合 ,其特点是操作简单、

效率高 ,适

用于中、

低浓度、

大风量的 VOCs废气 ,但投资较

大、

水蒸汽消耗大、

溶剂回收有时成本高。

2. 2　吸附

2热再生 2催化燃烧净化工艺

吸附

2催化燃烧工艺是 20世纪末发展起来的

常规吸附方法与催化燃烧方法的组合工艺。该工

艺原理是当吸附剂吸附达到饱和后 ,用热气流将有
机物从吸附剂上脱附下来 ,使其再生 ,解吸释放的
高浓度 VOCs废气送往催化器催化燃烧 ,燃烧过程
中产生的热量 ,一部分用于预热解吸后的高浓度

VOC s废气 ,另一部分用于热解吸 ,其典型工艺流

程可见图 2。

该工艺净化度高、

适用范围广 ,适用于中、

低浓

度、

大风量的 VOCs废气 ,但投资大、

催化剂容易中

毒、

不易维修。其中浓缩轮吸附

2催化燃烧工艺是

目前研究应用的一个典型案例

[ 5, 6 ]

,浓缩轮是一个

由装满吸附剂 (活性炭、

活性炭纤维或沸石 )的旋

转轮组成 ,废气从旋转轮上游侧进入浓缩轮的吸附