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冷凝法VOC处理与溶剂回收设备综述

日期:2018-05-28  人气:748 views

冷凝法是用来分离气体中可以冷凝的VOC成分,目前主要用于回收废气中有价值的溶剂,而不是单独通过冷凝法来达到废气排放的限值。如果要通过冷凝法来净化有机废气并达到符合规定的限值,则要求冷却温度很低。这样操作费也就太高,很不经济。因此,在有VOC机废气净化中,冷凝法主要是回收溶剂,并作为废气净化的一道预处理工序。

从蒸气状态转变为液体状态的过程称为冷凝。冷凝法的原理是:根据物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的性质,借降温或升压,使废气中有机成分的分压等于该温度下的饱和蒸气压,则有机成分冷凝成液体而从气相中分离出来。通常的说法是:在**压力下,当气体的温度达到露点以下时,即冷凝成液体。冷凝法的效果主要取决于VOC的蒸气压与温度的关系。在**压力下,各种voc有机物的蒸气/冷凝液的平衡随温度的变化关系如图1所示。由图可知,如果在水的冰点以上的温度下进行冷凝,则借冷凝法来净化有机废气实际上达不到规定的排放限值(图中限值是按德国TA-Luft法规分类标出)。对于某些高沸点有机物是容易冷凝而被分离,并可使其达到排放要求,但有时生成的冷凝物很粘稠,很难从冷凝器中排出。

通过提高压力可以明显地改善冷凝效果。因为蒸气的饱和蒸气压仅与温度有关,当总压提高时不会升高。例如将冷凝器前的废气总压提高一倍,之后又膨胀到原来的压力,那么在同样冷凝温度情况下,蒸气分压经膨胀后只有未加压前的一半。蒸汽残留量甚至小于一半,因为冷凝增加后的气体总体积也大大减小。

图1:各种voc的蒸气/冷凝液的平衡随温度的变化关系图

 

在实际应用中,经常碰到的是多成分蒸气混合物,如果已知单个成分的饱和蒸气压曲线,则可按拉乌尔定律大致地估算混合物的总蒸气压,并求得相应必需的冷凝温度。

有机废气净化的冷凝法一般划分为三个温度范围和三种不同类型的冷却剂或冷冻剂:

①≥0℃一冷却水、冷冻水(有时也可用空气冷却);

②≤-50℃一冷冻盐水;

③≤-120℃一液氮。

冷凝法对高沸点的VOC处理效果较好,而对低沸点的则较差,一般都是部分冷凝。如果废气中溶剂的含量低于10g/Nm3时,为达到排放标准而用冷凝法净化VOC废气,通常温度要求达到-40℃以下。一般冷凝法处理有机废气的流量和VOC含量范围是:流量小于3000Nm3/h,废气中VOC约占0.5%-10%间。


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