有机废气吸附处理技术

一、技术简介

有机废气的吸附处理法就是利用吸附剂吸附大气中由挥发性有机化合物蒸发而形成的有机废气。吸附法是有机废气（溶剂）处理技术的方法，广泛应用于煤、石油、天然气等以及与之相关的化工企业。

吸附净化技术能耗低、工艺成熟、去除率高、净化彻底，有很好的环境和经济效益。

树脂 树脂吸附剂是一种新型的有机吸附剂，主要为网状结构，呈多孔海绵状，比表面积可达800m2/g，化学稳定性好，不溶于一般溶剂及酸、碱。和活性炭相比容易再生，且使用寿命长。

二、主要工艺分类

1. 吸附-水蒸汽再生-溶剂回收净化工艺

吸附-水蒸汽再生-溶剂回收工艺是目前使用Zui为广泛的技术，其原理是利用具有多孔结构的粒状活性炭、活性炭纤维或沸石等作为吸附剂，将废气中的有机物捕获，然后用蒸汽进行脱附，Zui后直接分离或进一步精馏（对不溶于水的溶剂），使废气得到净化。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。因为吸附剂的价格较高，需要对其实施脱附再生，循环使用。

其实施流程为：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，当吸附剂对有机废物的吸附达到饱和后，通入水蒸汽加热吸附床，吸附剂实现脱附再生，而有机物被吹脱释出并与水蒸汽形成蒸汽混合物一起离开吸附床，然后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；若有机溶剂非水溶性，则用分离器直接分离回收VOCs。

2. 吸附-水蒸汽再生-溶剂回收净化新工艺

在大规模有机废气(溶剂)的处理技术中，水蒸汽的用量很大，因此新的吸附-水蒸汽再生-溶剂回收净化工艺采取从脱附后的水蒸汽中回收冷凝热，如图所示

它是利用脱附后的水蒸汽冷凝热产生压力低的水蒸汽，经升压后再回到脱附操作中使用的方法。这种方法所需水蒸汽的蒸发潜热大部分能够回收，扣除水蒸汽升压所需的能量，还能回收很多能量。另外，为了抑制脱附时发生的对温度依赖性大的溶剂的反应，包括：酮类VOCs废气的氧化、分解、聚合反应，或酯类VOCs废气的水解反应等，一般在减压下用水蒸汽在低温(100℃以下)进行脱附。

该工艺提出时与加压高温方式的水蒸汽再生相反想，在脱附过程中采用真空泵降低压力与温度，这种方式能够提高活性炭吸附的安全性，同时提高回收溶剂的质量。

3. 吸附-热再生-催化燃烧净化工艺

吸附-催化燃烧工艺是常规吸附方法与催化燃烧方法的组合工艺，发展于20世纪末。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，解吸后的高浓度VOCs废气则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VOCs废气，另一部分用于热解吸。其工艺流程如图

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。

三、影响气体吸附的因素

（1）吸附剂性质的影响

a.比表面积

通常用比表面积来进行比较，即单位质量吸附剂所拥有的表面积。吸附量随着吸附剂表面积的增大而增大，而吸附剂的比表面积与它的孔隙率、孔径、颗粒度等因素有关。

b.微孔尺寸

在多孔吸附剂中，起主要吸附作用的是直径与被吸附分子大小相当的微孔，分子不能渗入比它的临界直径还小的微孔。孔径分布宽的吸附剂选择性较差，能够吸附多种不同大小的分子；孔径单一的吸附剂只能吸附临界直径比它的微孔还小的分子。

c. 吸附剂的极性

通常极性分子（或离子）型的吸附剂容易吸附极性分子（或离子）型的吸附质；非极性分子型的吸附剂容易吸附非极性的吸附质。

（2）吸附质性质的影响

吸附质的浓度、相对分子质量、沸点和饱和性都会影响吸附量。从等温吸附式可知，吸附质在气相中浓度越大，吸附量越大。针对同一种吸附剂，结构类似的有机物，其相对分子质量越大、沸点越高，被吸附的量越多。对结构和相对分子质量都相近的有机物，不饱和性越大，越容易被吸附。

（3）操作条件对吸附的影响

首先要考虑的是温度，其次要考虑操作压力，Zui后还要考虑吸附操作中的气流速率。

此外，吸附设备还要有足够的气体流通面积和接触时间，保证气流分布均匀，充分利用所有的过气断面。如果气流当中含有粉尘、水蒸气等杂质时，要设预处理装置除去杂质，以免污染吸附剂。