冷凝法控制VOCs冷凝原理

物質(zhì)在不同的溫度和壓力下，具有不同的飽和蒸汽壓。對(duì)應(yīng)于廢氣中有害物質(zhì)的飽和蒸汽壓下的溫度，稱為該混合氣體的露點(diǎn)溫度。也就是說(shuō)，在一定壓力下，某氣體物質(zhì)開始冷凝出現(xiàn)第一個(gè)液滴時(shí)的溫度，即為露點(diǎn)溫度，簡(jiǎn)稱為露點(diǎn)。因此，混合氣體中有害物質(zhì)的溫度必須低于露點(diǎn)，才能冷凝下來(lái)。在衡壓下加熱液體，液體開始出現(xiàn)第一個(gè)氣泡時(shí)的溫度，簡(jiǎn)稱泡點(diǎn)。冷凝溫度一般在露點(diǎn)和泡點(diǎn)之間，冷凝溫度越接近泡點(diǎn)，則凈化程度越高。通常也可用壓縮法使氣態(tài)有害物質(zhì)在臨界溫度和臨界壓力下變成液態(tài)，從而去除或回收有害物質(zhì)，但由于費(fèi)用較高而使用較少。

冷凝法能回收沸點(diǎn)高的有機(jī)廢氣，但是對(duì)高揮發(fā)性的有機(jī)廢氣回收效果不好。冷凝法去除VOCs的效率，不僅與其沸點(diǎn)有關(guān)，還與冷卻溫度和有機(jī)廢氣的初始濃度有關(guān)。當(dāng)冷凝溫度一定，冷凝效率會(huì)隨著VOCs初始濃度的增加而增加。冷凝法適合處理濃度在10000ppm以上的有機(jī)蒸汽，如果有機(jī)蒸汽的濃度較低，其處理效果反而會(huì)降低。

VOCs的冷凝技術(shù)，是通過(guò)降低溫度或提高系統(tǒng)壓力使氣態(tài)的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)為其他形態(tài)，從而從氣體中分離出來(lái)。冷凝法是依靠VOCs與其他氣體在不同溫度下飽和蒸氣壓不同的性質(zhì)，易于被冷凝祛分離的揮發(fā)性有機(jī)物通常具有高沸點(diǎn)、高濃度的特性，而處理后的氣體混合物中由于仍殘留一部分VOCs，還需要二次尾氣處理。冷凝法除了能去除混合氣體中的揮發(fā)性有機(jī)物，還能將吸附濃縮的高濃度VOCs分離，得到其中有回收價(jià)值的有機(jī)物。冷凝法較適用于VOCs體積分?jǐn)?shù)大于5%、高沸點(diǎn)的VOCs氣體混合物。濃度過(guò)低時(shí)，因其低溫高壓消耗能量較大，設(shè)備操作的費(fèi)用較高，一般不使用。沸點(diǎn)60℃以下的VOCs用冷凝法的凈化率在80%~90%，而對(duì)高揮發(fā)和中等揮發(fā)性的VOCs的凈化效果不理想。

冷凝法是將冷凝溫度設(shè)置在VOCs的沸點(diǎn)以下，利用低溫將VOCs冷凝下來(lái)，達(dá)到凈化有機(jī)廢氣的目的。常用的冷凝法主要分為：表面冷凝，即VOCs蒸汽與冷凝管的外壁進(jìn)行接觸冷凝，形成的VOCs液體進(jìn)入收集槽儲(chǔ)存或處理；接觸冷凝，VOCs蒸汽與冷凝液直接接觸，VOCs蒸汽被冷凝為液體后與冷凝液以廢液的形式排出。

冷凝法控制VOCs接觸冷凝

接觸冷凝是指在接觸冷凝器中，被冷凝氣體和冷卻介質(zhì)（通常采用冷水）直接接觸而使氣體中的VOCs組分得以冷凝，冷凝液與冷卻介質(zhì)以廢液的形式排出冷凝器。接觸冷凝有利于強(qiáng)化傳熱，但冷凝液須進(jìn)一步處理。常用的接觸冷凝設(shè)備有噴射器、噴淋塔、填料塔和篩板塔。

冷凝法控制VOCs表面冷凝

表面冷凝也稱間接冷卻，冷卻壁把冷凝氣與冷凝液分開，因而冷凝液組分較為單一，可以直接回收利用。常用的間接冷凝設(shè)備有列管冷凝器、翅管空冷冷凝器、淋灑式冷凝器以及螺旋板冷凝器等。2100433B

含VOCs的氣體由底部進(jìn)入吸收塔，在上升的過(guò)程中與來(lái)自塔頂?shù)奈談┠媪鹘佑|而被吸收，被凈化后的氣體由塔頂排出。吸收了VOCs的吸收劑通過(guò)熱交換器后，進(jìn)入汽提塔頂部，在溫度高于吸收溫度或壓力低于吸收壓力時(shí)得以解吸，吸收劑再經(jīng)過(guò)溶劑冷凝器冷凝后進(jìn)入吸收塔循環(huán)使用。解吸出的VOCs氣體經(jīng)過(guò)冷凝器、氣液分離器后以純VOCs氣體的形式離開汽提塔，被進(jìn)一步回收利用。該工藝適用于VOCs濃度較高、溫度較低和壓力較高的場(chǎng)合。

吸收法是利用VOCs的物理和化學(xué)性質(zhì)，使用液體吸收劑與廢氣直接接觸而將VOCs轉(zhuǎn)移到吸收劑中。通常對(duì)VOCs的吸收為物理吸收，使用的吸收劑主要為柴油、煤油水等。任何可溶解于吸附劑的有機(jī)物均可以從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，然后對(duì)吸收液進(jìn)行處理。吸收效果主要取決于吸收劑的性能和吸收設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征。吸收劑選取的原則是：對(duì)VOCs溶解度大、選擇性強(qiáng)、蒸氣壓低、無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性好等，吸收裝置有噴淋塔、填充塔、各類洗滌器、氣泡塔、篩板塔等。根據(jù)吸收效率，設(shè)備本身阻力以及操作難易程度來(lái)選擇塔器種類，有時(shí)可選擇多級(jí)聯(lián)合吸收。此方法的不足之處在于吸收劑后處理投資大，對(duì)有機(jī)成分選擇性大，易出現(xiàn)二次污染。

吸收法適于處理大氣量（3000~150000m³/h）、中等濃度（500~5000mg/m³）有機(jī)廢氣。它是利用其能與大部分油類物質(zhì)互溶的特點(diǎn)，常用高沸點(diǎn)，低蒸汽壓的油類等有機(jī)溶劑作為吸收劑分離含高濃度有機(jī)物。這在天然氣中VOCs的凈化、焦油副產(chǎn)物回收等領(lǐng)城都有較廣泛的應(yīng)用，并在處理的同時(shí)，又可將其回收利用。

吸收法對(duì)有機(jī)廢氣的處理是通過(guò)吸收劑與有機(jī)廢氣直接接觸，將有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)移到吸收液中，再利用吸收劑與有機(jī)廢氣物理性差異進(jìn)行分離的一種VOCs控制技術(shù)。吸收法的關(guān)鍵是吸收劑的選擇，常使用的吸收劑為煤油和柴油，該類型的吸收劑具有沸點(diǎn)高、蒸汽壓低的特點(diǎn)，而且都屬于有機(jī)吸收劑，能夠與VOCs相溶。吸收法能夠處理高濃度、高壓力、低溫度的有機(jī)廢氣，而且處理效果都很好。但吸收法也存在不足，如對(duì)吸收設(shè)備及吸收劑都有較高的要求，而且吸收劑還需要定期進(jìn)行更換，導(dǎo)致其費(fèi)用增高等。