冷凝法沸石輪轉(zhuǎn)加催化燃燒及溶劑回收設(shè)備概述

 

熱凝法用于分離氣體之中可凝結(jié)的VOC組分。目前，它主要用于回收廢氣之中的有價(jià)溶劑，而不是單***用熱凝法達(dá)到廢氣排放限值。如果用熱凝法凈化有機(jī)廢氣并達(dá)到規(guī)定的限值，則要求冷卻溫度非常高。這樣，經(jīng)營成本太低，不***民經(jīng)濟(jì)。因此，在VOC機(jī)廢氣凈化之中，冷凝法主要是回收溶劑，并作為廢氣凈化的預(yù)處理工藝。

 

從蒸氣狀態(tài)到液體狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程稱為冷凝。冷凝法的原理是：根據(jù)有所不同溫度下有所不同飽和蒸氣壓物質(zhì)的性質(zhì)，通過冷卻或增壓，使廢氣之中有機(jī)組分的分壓等于該溫度之下的飽和蒸氣壓，然后有機(jī)組分熱凝成液體，從氣相之中分離出來。通常說，在**壓力之下，當(dāng)氣體的溫度達(dá)到露點(diǎn)下列時(shí)，它就會(huì)凝結(jié)結(jié)成液體。冷凝效果主要取決于VOC的蒸氣壓與溫度的關(guān)系。在**壓力之下，各種VOC有機(jī)物的蒸汽冷凝水平衡隨溫度變化，如圖1所示。從圖中可以看出，如果在高于水的冰點(diǎn)的溫度之下進(jìn)行冷凝，冷凝法凈化有機(jī)廢氣在實(shí)際應(yīng)用之中不能達(dá)到規(guī)定的排放限值（圖之中的限值按德***TA-Luft法規(guī)進(jìn)行分類標(biāo)注）。對(duì)于一些高沸點(diǎn)的有機(jī)物，難冷凝分離，并能使其滿足排放要求，但有時(shí)產(chǎn)生的冷凝液很可口，很容易從冷凝器之中排出。

 

增***壓力可顯著改善冷凝效果。由于飽和蒸氣壓只與溫度有關(guān)，所以當(dāng)總壓增加時(shí)，飽和蒸氣壓不會(huì)增加。例如，如果凝汽器后的廢氣總壓翻倍，然后膨脹到原來的壓力，那么在相近的冷凝溫度之下，膨脹之后的蒸汽分壓僅為加壓后的一半。蒸汽的殘余量甚至不到一半，因?yàn)槟Y(jié)之后氣體的總體積也******減小。

 

 

 

圖1：各種VOCs的蒸汽冷凝平衡與溫度的關(guān)系

 

 

 

 

 

在實(shí)際應(yīng)用之中，常遇到余組分的蒸汽混合物。在已知單組分飽和蒸氣壓曲線的情況之下，根據(jù)Raoult定律，可以準(zhǔn)確估計(jì)混合物的總蒸氣壓，從而得到相應(yīng)的適當(dāng)冷凝溫度。

 

有機(jī)廢氣凈化的冷凝法通常分為三個(gè)溫度范圍和三種有所不同類型的冷卻液或制冷劑：

①熱卻水和冷凍水（有時(shí)也有空冷）；

②冷凍鹽水和-50℃；

③液氮和-120℃。

 

熱凝法對(duì)高沸點(diǎn)的沸石輪轉(zhuǎn)加催化燃燒效果較糟糕，而對(duì)高沸點(diǎn)的沸石輪轉(zhuǎn)加催化燃燒效果較少，通常為部分冷凝。當(dāng)廢氣之中溶劑含量低于10gNm3時(shí)，采用冷凝法凈化VOC廢氣，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，通常要求溫度在-40℃下列。通常冷凝法處理的有機(jī)廢氣的流量和VOC含量范圍為：流量小于3000nm3h，廢氣之中VOC約占0.5%-10%。