溶剂回收工艺在集装箱行业有机废气处理中的应用

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1、溶剂回收工艺及在集装箱行业废气处理的应用黄勇军宜（深圳南方中集东部物流装备制造有限公司设备保障部，深圳）摘要：木文对有机废气治理工艺现状、溶剂回收工艺流程、吸附材料的性质及脱附与吸附吋特点所做的综述。重点对溶剂冋收核心材料活性炭的各种吸附特性进行介绍。并以南方中集东部物流装备制作有限公司在废气治理（溶剂回收）工艺中所取得的成效为例来说明溶剂回收工艺在集装箱行业中的应用前景。关键词：有机废气治理、溶剂回收、活性炭吸附原理挥发性有机化合物即VolatileOrganicCompounds（VOCs）,它是大气主要污染物之一。除对人体造成极大的伤害外，排放到大气中，与氮氧化物作用，生成以

2、臭氧为主要氧化剂的光化学烟雾（如1943年、1952年洛杉机光化学烟雾事件等）。为此各国制订相关法律及协议,对VOCs排放做出了相关规定，同时要求对可燃性有机溶剂加以回收及利用。集装箱行业中，由于涂料及涂覆工艺等限制，目前使用最多的还是以溶剂为主的油性涂料。喷涂作业时，溶剂型涂料约有50%〜70%以漆雾飞散。涂料中的绝大部分有机溶剂挥发释放到大气中。排放有机废气主要集中在喷涂生产线上，其中喷漆房、流平房、烘房是有机废气的主要来源。1、机废气的治理现状对于有机废气治理来说其方式不外乎两大类：即消除法与回收法。消除法指的是在化学或生物反应条件下，用光、热、催化剂或微生物作用下将有机物转

3、化为二氧化炭的过程。主要有包括热氧化、催化焚烧、生物氧化、电晕法、等离子体分解法、光分解法等。在集装箱业应用最广的是催化焚烧。就现有工艺而言，催化焚烧的关键点即起燃点低、催化活性高、稳定及廉价的催化剂目前尚未完全突破，且其脱附时需要高温气体，能耗高，其回收的热值不足以弥补其运行能耗，往往使企业不堪重负。冋收法是通过物理方法,在一定温度、压力下，用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来分离挥发性有机化合物，主要包括活性炭吸附、变压吸附、冷凝法和牛物膜法等。此类回收法应用最广的是活性炭吸附法。一般用于单一组份溶剂回收，在集装箱行业这种多组份溶剂回收尚属首创。2、溶剂回收工艺流程及活性炭特性

4、2.1、溶剂冋收流程溶剂回收流程图如下:水蒸汽净化气5L水亠水分离器〒吸1—1吸附附塔1塔冷却器Figure1:溶剂冋收流程图车间有机废气经过预处理后用风机送入吸附塔进行吸附，当达到饱和时，用高温蒸汽将吸附塔再生，再生后再用于废气吸附。脱附过程中经过吸附塔的高温蒸汽与吸附的有机化合物一起经过冷却后进行油水分离。油相即为有机溶剂，回收后可作为稀释剂回用到生产屮或经过处理后作为化工原料；水相则进入废水处理系统进行处理。2.2、吸附材料作为溶剂工艺，其核心是多孔吸附材料的选择问题。常用一些多孔材料性质如下:项目活性炭合成沸石分子筛炭成型颗粒炭破碎颗粒炭粉末炭纤维炭球状炭真密度(g/cm3

5、)2.0-2.20.9-2.22.0-2.21.9-2.12.0-2.51.9-2.0颗粒密度(g/cm3)0.60-1.00.90-1.30.90-1.1充填密度(g/cm3)0.35-0.600.35-0.600.15-0.600.03-0.100.50-0.650.60-0.750.55-0.65空隙率(%)33-4533-4545-7590-9833-4232-4035-42比孔容积(cm3/g)0.5-1.10.5-1.20.4-1.00.4-0.60.5-0.6比表面积(m2/g)700-1500700-1500700-16001000800-1200400-75045

6、0-550平均孔径(nm)1.2-3.01.5-3.01.5-3.00.3-4.51.5-2.50.3-1.00.3-0.5导热率(kj/mh・K)0.42-0.84比热(kj/kg・K)0.84-1.05Table1:各种溶剂回收吸附剂的性质⑴活性炭是一种非极性物质，与有机溶剂分子具有较强的亲合能力，少量的水分存在，对其吸附能力影响不大。且与其它吸附剂(如分子筛)比，非常廉价，故广泛用于有机类的吸附工艺中。尤其是以煤、石油、木材、椰子壳制成的颗粒状活性炭。23、活性炭特性2.3.1>活性炭的结构活性炭是一种多孔性的非结晶结构，它由石墨微晶与相关联的炭氢物构成，其内部之间构成孔隙，

7、因而具有很强的吸附性能。微孔Figure2：活性炭结构模型2.3.2、活性炭的吸附性2.3.2.1、吸附作用力活性炭之所以能够吸附有机物，一是其孔隙具有吸附势能,，二是分子热运动及热运动分子直径与活性炭孔隙相匹配。通常活性炭吸附有机气体主要以物理吸附为主，其主要作用力是以色散力为主的范德华力(由于活性炭制备过程屮一些残存的官能团及活性炭改性等因素，活性炭上也存在着静电力、氢键及共价键等作用)。活性炭对气体分子作用力可由伦纳德■琼斯方程⑵来表示：V(r)=4<-),24