高分子筛吸附法处理吉他喷涂有机废气的应用-北极星大气网

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吉他生产中所使用的涂料主要成分为PE漆、PU漆、UV漆等树脂类涂料等，稀释剂为天那水。喷涂作业中，这些涂料及稀释剂在无尘喷房里大部分被喷涂吸附在工件上和水帘里，然后再通过喷淋吸收塔、过滤器把余下的涂料吸收到水雾里，最后剩余主要的废气成分就是我们较难处理的有机废气（VOCs）。

一、常用的有机废气处理方法

目前，国内外常用的有机废气（VOCs）处理方法主要有吸收法、吸附法、冷凝法、生物过滤、热破坏法等，近几年来形成的新技术有电晕法、催化燃烧法、等离子体分解法、光催化降解等。这些方法的原理、适用范围和主要特点简述如下：

1、吸收法净化气体污染物

吸收法是选用合适的液体吸收剂处理混合物，以除去其中一种或几种有害气体的净化气态的污染物最常用的方法。在VOCs的处理中，吸收法因其对大气量、中等浓度的VOCs处理有着诸多优点而广泛应用，它是利用其能与大部分油类物质互溶的特点，常用高沸点、低蒸汽压的油类等有机溶剂作为吸收剂分离含高浓度有机物。

吸收过程按其机理可分为物理吸收和化学吸收。VOCs的吸收通常为物理吸收，根据有机物相似相溶原理，常采用沸点较高、蒸汽压较低的柴油、煤油作为溶剂，使VOCs从气相转移到液相中，然后对吸收液进行解吸处理，回收其中的VOCs，同时使溶剂得以再生。当吸收剂为水时，采用精馏处理就可以回收有机溶剂；当吸收剂为非水溶剂时，从降低运行成本考虑，常需进行吸收剂的再生。

吸收剂是吸收操作中能够选择性地溶解混合气体中某些特定组分的液体。一般分为物理吸收剂和化学吸收剂两类。物理吸收剂与溶质之间无化学反应，气体的溶解度只与气液平衡有关；化学吸收剂与溶质之间有化学反应，气体的溶解度不仅与气液平衡有关，而且与化学平衡有关。吸收剂通常有高沸点碳氢化合物、水、酸(碱)溶液、胺溶液等。吸收后的吸收液需要处理后排放或解吸后循环使用。

吸收剂性能的优劣，是决定吸收操作效果好坏的关键因素之一。在用吸收法处理VOCs时，选择吸收剂要考虑以下因素：①溶解度大，这样吸收操作所需吸收剂量少，吸收周期长；②挥发性小，这样吸收液损失小，不易造成二次污染；③对设备无腐蚀，使用腐蚀性吸收剂会使材料成本费提高；④价格便宜，来源广泛；⑤粘度低，粘度高易产生液泛，且气液接触面小，吸收效率下降；⑥熔点低，且无毒、无害、不易燃。

以往所用的吸收剂都存在一定的不足，例如，在处理苯系物的吸收剂中，20世纪80年代多采用轻柴油、洗油等非极性的矿物油作为吸收液，1980年初在工程上得到实际应用，吸收效率高达90%。但此类矿物油本身易燃，价格也在日益上涨，而且存在后处理过程复杂及二次污染问题。

水是最廉价、易获得且最安全的液体，是最理想的吸收剂，但是VOCs在水中的溶解度很小，所以要加入有增强表面活性作用的无机助剂，以增加污染物的分散、乳化、溶解性，并改善泡沫性能。为了增加VOCs在水中的溶解度，常用强碱弱酸盐做助剂，与表面活性物质在一起时，还有良好的助洗作用；另外，表面活性剂也可起到增溶作用，提高吸收效率。实践证明：选用多种表面活性剂要比单一表面活性剂有更好的净化效果。

2、吸附法净化气态污染物

有害气体的吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，脱除气态污染物中的水分、有机溶剂蒸气、恶臭和其他有害气相物质。工业用的吸附剂种类很多，包括各种活性土、活性炭、活性氧化铝、分子筛等。目前市场上常用的主要有：

①活性炭：活性炭是常用的吸附剂，具有性能稳定、抗腐蚀等优点。由于它的疏水性，常被用来吸附低浓度的有机溶剂、恶臭物质等。活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和除臭已有多年历史。生产实践表明，活性炭对有机污染物具有卓越的吸附性，它对染料化工、食品加工和有机化工等工业废气都有良好的吸附效果。

②高分子筛：高分子筛吸附法是一种常温分子筛净化废气的技术，目前市场上多采用沸石分子筛，又称合成沸石或分子筛，其化学组成通式为[M(I)M(Ⅱ)]O•Al2O3•nSiO2•mH20式中，M(I)和M(Ⅱ)分别为一价和二价金属离子，多半是钠和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自铝酸钠和Al(OH)3等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石。沸石有均匀的孔径，如0.3nm、0.4nm、0.5nm、1nm细孔。4nm沸石可吸附甲烷、乙烷，它已广泛用于气体吸附分离、气体和液体干燥以及正异烷烃的分离，但不吸附三个碳原子以上的正烷烃。对分子筛有害的杂质有二氧化硫、氧化氮、氯化氢、氯、硫化氢和氨等，这些成分被分子筛吸附后又遇到水分的情况下，会与分子筛起反应而使分子筛的晶格发生变化。它们与分子筛的反应是不可逆的，因而降低了分子筛的吸附能力，其结果是随着使用时间的延长，吸附器的运转周期就会缩短。

吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。吸附剂的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择吸附剂时，应根据废气的性质通过试验确定。对VOCs废气宜选择过渡孔发达的吸附剂。此外，灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对吸附剂吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，气温和pH值也有影响。吸附量随气温的升高而减少，随pH值的降低而增大。故低气温、低pH值有利于吸附剂的吸附。

工业上采用最多的是固定床吸附装置，其优点是设备结构简单，操作方便，吸附剂磨损小，缺点是需周期性更换吸附剂或需配套再生装置组合使用。

原标题：高分子筛吸附法处理吉他喷涂有机废气的应用

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