一、主要技术
化工、制药等诸多行业的生产过程中通常大量使用挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, VOC)作为溶剂,无可避免地,这些行业排放出的废气/液中通常也含有VOC。由于直接排放到大气中的VOC严重污染环境、妨害动植物生长、危害人类健康,包括我国在内的许多国家都颁布法令限制其排放。随着国际上对环境问题的日益重视,各国对VOC的排放标准也日益严格。同时,随着国际石油价格的急剧攀升, 主要来源于石油的VOC的“无组织”排放不仅带来环保问题,也给大量使用有机溶剂的相关行业带来了成本压力。因此,开发一种经济而有效的从废气/液中回收VOC,使其无害化和资源化的技术成为业界的重要课题。
“含VOC废气/液的无害化及资源化处理新技术”(VOCEA技术)是江达扬升企业经多年的不懈努力为解决上述问题取得的重要技术突破。该技术在美国的小试实验室进行了特殊吸收剂的筛选、合成、复配,随后在新加坡进行了中试试验,最后在国内外大型企业进行工业应用推广而最终成熟。目前,采用VOCEA技术建成的最大含VOC废气/液处理装置直径可达4.8米,最大废气处理量为12万立方米/小时,最大废液处理量为20立方米/小时。VOCEA技术有效地解决了长期困绕国内企业的含VOC污染物排放难题,同时很好地实现了废气治理的资源化(回收的VOC可重复使用),从而可为客户带来明显的环境、社会及经济效益。
有机废气和废水的治理方法有两类大的方法:
1、转化法:
如催化燃烧法,它利用某种催化剂来分解或燃烧有机废气或有机废水中的有机物质,使有机物质变成无害气体,不能回收;
2、回收法:
目前有几种比较常用的方法,如:
1)吸附法:是目前比较流行的方法。它以固体表面物理吸附有机废气或废水中有机物质,然后通过高温解析的方法,使有机物质脱附回收。这些固体物质目前以活性炭纤维为主。但该方法存在如下一些问题:①选择性差;②对高浓度废气有时可能会产生自燃;③一次性投资比较大;④需要高温蒸汽。
2)传统吸收法:对于有机废气,以某种化学液体来吸收有机废气中有机物质,然后再进行分离,运行成本较高(包括化学液体的消耗),回收效果不好,局限性比较大。对于有机废水,先用气提的办法使水相中的有机物质转成有机废气,再用上述传统的吸收法。
VOCEA新技术与传统含VOC废气/液处理方法比较
| 比较项目 |
传统方法 |
新技术 |
| 转化法 |
回收法 |
VOCEA技术 |
| 催化燃烧法 |
ACF吸附法 |
传统吸收法 |
| 回收效果 |
不可回收 |
差 |
差 |
好 |
| 选择性 |
差 |
差 |
差 |
好 |
| 高温蒸汽 |
不需要 |
需要 |
不需要 |
不需要 |
| 运行成本 |
高 |
比较高 |
高 |
低 |
| 投资成本 |
高 |
高 |
一般 |
低 |
| 有机物含量要求 |
高 |
比较高 |
高 |
低 |
| 排放浓度 |
高 |
比较高 |
高 |
低 |
| 自燃危险 |
有 |
有 |
无 |
无 |
| 二次污染 |
CO, CO2等 |
废水及碳纤维 |
少 |
无 |
二、本技术性能和特点
“有机废气和废水微量有机物质回收新技术及其成套设备”是江达扬升企业广泛与国内外大专院校及科研机构合作,通过近二十年来在实验室对包括离子液体在内的吸收剂进行筛选、合成、复配,最终在国内外大型企业进行工业应用推广而形成的。
作为本技术专有吸收剂的一种活性组分,离子液体是由带正电的离子和带负电的离子构成,它在负100摄氏度至200摄氏度之间均呈液体状态,具有良好的热稳定性;对大多数无机物、有机物来说,离子液体是一种优良的溶剂;离子液体一般不会成为蒸汽,在使用过程中不会产生对大气造成污染的有害气体;离子液体还具有优良的可设计性,可以通过分子设计获得特殊功能的离子液体。总之,离子液体的无味、无恶臭、无污染、不易燃、易与产物分离、易回收、可反复多次循环使用、使用方便等优点,它有效地避免了传统有机溶剂的使用所造成严重的环境、健康、安全以及设备腐蚀等问题,为名副其实的、环境友好的绿色溶剂。适合于当前所倡导的清洁技术和可持续发展的要求,已经越来越被人们广泛认可和接受。
江达扬升企业研发出的“有机废气和废水微量有机物质回收新技术及其成套设备”克服了传统吸收法的缺点,具有如下特点:
1、采用包括离子液体在内的专用吸收剂,吸收能力大,吸收效率高,吸收专一,这样:1)可使排气达到环保要求;2)有机废气回收率高,在吸收液中的浓度大,给企业带来良好的经济效益;3)吸收剂消耗低;4)由于离子液体挥发度小、毒性低,不会给回收的有机废气带来污染;
2、采用了与高效离子液体吸收剂相适应的高效微观气液接触器,体积小,重量轻,效率高,投资省,运行成本低;
3、通过简单的方法可回收有机废气中的有机物质,回收物品的品质好,一般可直接作为原料使用;
4、与我们的“高效气提脱气技术及其成套设备”相结合,可以实现废水中有机物质的脱除、富集和回收。所谓的“高效气提脱气技术及其成套设备”是将废水中的微量有机物质(如二氯甲烷),通过高效空气气提装置(而非常规的蒸汽汽提)转化为气相,此过程可在低温下进行,这样可以降低有效成份的降解(如6APA等抗生素生产企业)及节约大量的蒸汽。同时,对于后续有膜过滤的过程,水相中的有机残留可到50ppm以下,因此膜的损伤极小;
5、设备为集成式,成套可靠。设备自动控制程序控制,全自动运行,一般不需要人工值守,操作简单,维修方便;
6、安全性能好,适用于防爆场所;
7、投资小,运行费用低,投资回收期一般在半年至一年,甚至更短。对一般有机废气或废水,设备寿命在10年以上,无需更换关键设备。
三、应用范围
适用的有机物种类:
烃类:苯、甲苯、二甲苯、正己烷、石脑油、护膜挥发油、环己烷、甲基环己烷、二氧杂环己烷、稀释剂、汽油等。
卤代烃:三氯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烷、二氯甲烷、三氯苯、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、氟利昂类等。
醛酮类:甲醛、乙醛、糠醛、丙酮、MEK(甲乙酮)、MIBK(甲基异丁[基甲]酮)、环己酮等。
酯类:醋酸乙酯、醋酸丁酯、油酸乙酯等。
醚类:甲醚、乙醚、甲乙醚、THF(四氢呋喃)、甲基溶纤剂等。
醇类:甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等。
聚合用单体:氯乙烯、丙烯酸、苯乙烯、醋酸乙烯等。
四、适用行业:
化工、石油化工、医药、农药、汽车部件、涂装、电气、电子元件、印刷、罐装车、橡胶、感光材料、纤维、塑胶、人造革、干洗、油品、酿造等。
五、工艺流程
对于有机废气中微量有机物质资源化简单流程如下:

含微量有机物质的空气(1)先经过一个换热器B1进入高效微观气液接触器B2。在B2中,空气中的非水溶性有机废气与相匹配的高效吸收剂(6)接触并被后者吸收一起(3)进入分离器B3,含微量水的有机溶剂由B3顶端采出(7),而高效萃取吸收剂由B3底部(5)经过换热器B4后重新回到B2使用。少量高效吸收剂(8)可直接补充到B3中。
对于有机废水中微量有机物质资源化,先采用本公司的“高效气提脱气技术及其成套设备”,使微量有机物质转移到气相,再通过上述技术,使微量有机物质得到资源化。江达扬升的“高效气提脱气技术及其成套设备”因为可在低温下运行(0℃~30℃),这样可以降低有效成份的降解(如6APA等抗生素生产企业),同时,对于后续有膜过滤的过程,水相中的有机残留可到50ppm以下,因此膜的损伤极小。
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