冷凝法沸石輪轉加催化燃燒及溶劑回收設備概述

 

熱凝法用于分離氣體之中可凝結的VOC組分。目前，它主要用于回收廢氣之中的有價溶劑，而不是單***用熱凝法達到廢氣排放限值。如果用熱凝法凈化有機廢氣并達到規(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。因此，在VOC機廢氣凈化之中，冷凝法主要是回收溶劑，并作為廢氣凈化的預處理工藝。

 

從蒸氣狀態(tài)到液體狀態(tài)的轉變過程稱為冷凝。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的性質，通過冷卻或增壓，使廢氣之中有機組分的分壓等于該溫度之下的飽和蒸氣壓，然后有機組分熱凝成液體，從氣相之中分離出來。通常說，在**壓力之下，當氣體的溫度達到露點下列時，它就會凝結結成液體。冷凝效果主要取決于VOC的蒸氣壓與溫度的關系。在**壓力之下，各種VOC有機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的溫度之下進行冷凝，冷凝法凈化有機廢氣在實際應用之中不能達到規(guī)定的排放限值（圖之中的限值按德***TA-Luft法規(guī)進行分類標注）。對于一些高沸點的有機物，難冷凝分離，并能使其滿足排放要求，但有時產(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，所以當總壓增加時，飽和蒸氣壓不會增加。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，因為凝結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系

 

 

 

 

 

在實際應用之中，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，可以準確估計混合物的總蒸氣壓，從而得到相應的適當冷凝溫度。

 

有機廢氣凈化的冷凝法通常分為三個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（有時也有空冷）；

②冷凍鹽水和-50℃；

③液氮和-120℃。

 

熱凝法對高沸點的沸石輪轉加催化燃燒效果較糟糕，而對高沸點的沸石輪轉加催化燃燒效果較少，通常為部分冷凝。當廢氣之中溶劑含量低于10gNm3時，采用冷凝法凈化VOC廢氣，達到排放標準，通常要求溫度在-40℃下列。通常冷凝法處理的有機廢氣的流量和VOC含量范圍為：流量小于3000nm3h，廢氣之中VOC約占0.5%-10%。