有机废气处理中常用的工艺及处理效果分析

摘要：工业有机废气成分复杂,若不加以有效处理,直接排放会严重污染大气环境,因此废气处理的重要性不断凸显.人们要根据实际需求运用相应的废气处理工艺,对处理效果进行精细评价,这样才能不断提升废气处理工艺水平.本文详细地阐述了目前有机废气处理中常用的工艺,而后分析并评价了其处理效果。

随着社会经济的发展和科学技术的进步，工业生产规模不断扩大，虽然这极大地满足了社会需要，但是工业发展面临的环保压力也日益加剧。在大气污染物排放量与日俱增的现状下，企业需要将自身发展与生态环境有机结合起来，从根本上提高废气处理效率。废气处理能效与工艺选择联系密切，不同废气的性质和浓度存在较大差异，人们需要从经济性、应用属性等方面选择最优废气处理工艺，从而进一步提高废气处理质量。

1冷凝回收处理工艺

不同来源的废气的性质和浓度存在差异，因此，工艺选择逐渐成为废气处理中的重点及难点。其中，高浓度废气大多在真空浓缩等环节产生，通过对该类废气进行研究不难发现，废气中含有大量有机溶媒，具有较为明显的沸点。人们可以选择低温冷凝回收处理工艺，实际上，该工艺能效作用的发挥依托处理对象的物质性质。将废气置于低温环境中，液体属性就能在温度作用下发生改变，在其平衡蒸气压下降的过程中，废气中的有机溶媒会大量分离出来，这样不仅能够合理缩减大气排放量，更能回收利用有机溶媒。人们不难发现，冷凝回收处理工艺在实际应用阶段流程化项目较少，操作简单，耗费的资源普遍不高，但是废气处理效果十分理想，这就为其在工业生产中的广泛应用带来了基础保障。

对冷凝回收处理工艺的应用效果进行评价，首先需要进行定量分析，一般情况下可以根据获得的数值进行计算，然后就能对处理工艺形成最客观、精准的评价。在衡量蒸气压时，人们可以以方程式为基准，在温度不同的环境下，可以将温度数值带入方程式中。此方程式中通常涵盖纯液体蒸汽分压、方程式常数等细化要素，分别对废气中溶媒的体积分数、冷凝后尾气中的体积分数进行设定。计算后，人们就能获得干基含量，再根据工艺处理流程对核定数值进行一一计算，不断带入方程式，就能确定废气回收率。

根据冷凝回收处理工艺的计算结果，人们就能确定其废气处理效率。实际上，在有机溶媒沸点高的情况下，如果设定冷凝温度是一致的，那么经过处理的尾气中溶媒总量就会相对下降，这就能够大大提高溶媒回收效果，其总量与同比相较普遍增高。有机溶媒对温度的要求并不高，如果将冷凝温度设定在-15℃以下，溶媒基本都能被回收，仅剩不到10%。不同物质的物理特性存在差异，这就使得不同物质对温度的要求大不相同，例如，甲醇、乙醇等，在-5℃以下的冷凝环境下就能达到最佳回收效果。因此，在减少大气排放的过程中，该工艺的能效作用显著。

虽然在冷凝回收处理工艺应用阶段，溶媒回收效率较高，但是在达到最佳处理温度时，尾气中所剩的溶媒含量仍旧与大气排放标准存在一定差异。也就是说，在此种环境下，降废气直接排放是不符合规定的，也会造成大气污染问题。如果采取继续降低冷凝温度的方法来回收溶媒，会导致动力指标大大削减，尾气中的水蒸气也会受到低温直接影响，出现结霜等问题。这就需要调整处理工艺的方向及形式，应用干式真空泵对溶媒进行回收，因为干式真空泵排出的废气中水分较少，与低温冷凝处理工艺对比，其优势作用为明显。

现阶段，废气处理工艺中涵盖的工艺类型具有一定的多样化特点。其中，冷凝回收处理工艺从综合方面来看，应用效果较好，不仅不会耗费较多资源和资金，所需设备也较少，操作简单，在对废气进行处理时产生的溶媒也能够回收利用。处理期间，设备运行不需要投入大量资金，在废气处理过程中，企业可以依托回收后的溶媒增加经济收入。研究发现，该方法对有机物含量高的废气处理效果较为理想，能够实现对溶媒的大量回收，废气处理效果较为理想。相对地，如果废气的有机物含量较少，溶媒回收量就会大大缩减，而废气处理能效也会受其影响，呈现下降趋势，因此，在应用冷凝回收处理工艺的前期阶段，应当对废气中有机物含量进行衡量，通过方程式对废气回收率进行计算，如果确定废气中有机物含量较少，就并不适宜应用冷凝回收处理工艺。

2水吸收处理工艺

部分废气的物理性质使得其能够与水融合，该种废气就可以应用水吸收法进行处理。在水吸收处理工艺实际应用阶段，物理及化学吸收是其工艺能效发挥的关键点，如果废气中有机物质的性质较为稳定，不易发生性质变化，就可以应用物理吸收方式对废气进行处理。一般情况下，能够与水相溶的有机物质存在较多类型，人们在实际应用中需要结合物质特性进行判断。水吸收法的应用主要依托于气体吸收的双膜理论，实际上，在气相侧和液相侧的两个范畴中都涵盖与之对应的气膜及液膜。在对废气进行处理时，吸收有机物质必然会产生相应阻力，而膜就是形成阻力的主要物质，当气体被吸收并经由两个膜传递后，液相主体就会被逐一吸收，这一阶段也会产生最大吸收值，当汽液一致后，人们根据恒定数值就能衡量吸附用水量。

在水吸收工艺应用阶段，进入不同范畴后都会产生相应数值，在利用不同的公式对其进行逐一、完善的计算后，人们就可以确定最佳吸收标准。一般情况下，在温度保持9℃时，针对可溶性较强的有机物质进行吸收，人们应当衡量水排放浓度，保证工艺应用中涵盖的各项指标都能达到预期标准，以有效提高废气处理效率。通过对实际处理能效进行对比可以发现，以相同规格的有机废气为主体，水吸收法的处理效果明显高于冷凝回收处理工艺，有机溶媒的浓度也有所下降。因此，在9℃水吸收环境下，易溶有机物在水吸收处理工艺中更加便于吸收，相对地，该工艺的能效作用明显强于冷凝回收处理工艺。

在有机废气排放浓度一致的情况下，吸收剂温度与介质在水中的平衡度存在直接联系。简单地说，如果吸收剂温度低，介质在水中的平衡度浓度就高，使得吸收剂应用量合理缩减；如果吸收剂温度高，介质在水中体现的平衡度就会下降，这会导致吸收剂耗用量增加。例如，在25℃以下的温度环境中，如果完成处理的有机废气符合排放标准，其在水中就会形成相应稳定的平衡浓度，以相应标准为核心对其进行衡量，当水对有机物进行吸收时，只能吸取标准部分的有机物，而剩余的水就需要进行再生处理或直接排放。

实际上，在水吸收处理工艺应用阶段，气体在液相环境中的浓度并不能与相平衡时保持一致，水吸收处理工艺的能效作用要比预期目标低。因此，在对有机废气进行处理时，如果仅以水吸收方法为主体，虽然排出的废气能够达到排放标准，却会耗费较多水资源。以技术水准来说，其应用效果良好，但是综合技术来看，其能效作用稍显逊色。在水溶质环境下，水吸收法更加适用于处理有机废气，尤其是沸点低、水溶性强的有机废气，无论是有机物回收还是有机物浓度，水吸收法的能效作用都明显强于冷凝回收工艺。但是，这并不代表其他沸点高的有机废气也能在水吸收法中得到高效分解，其处理能效与冷凝回收工艺相比应用优势也会有所弱化。如果废气处理只应用这一种方法，虽然处理效果能够达到排放标准，但是能源消耗量普遍较大，这就需要结合实际情况应用与之协调的处理工艺。

3吸附处理工艺

吸附作用分为物理吸附和化学吸附两种。物理吸附主要是由范德华引力而引起的，因此选择性差。越易液化的气体越容易被吸附，物理吸附过程与气体的液化相似，吸附热在数值上也与冷凝热相近，可以看作气体在吸附剂表面的凝聚。物理吸附可以很方便地脱附，通过改变操作的压力或者温度，从而将被吸附的物质脱附下来。化学吸附是指被吸附的物质在吸附剂表面形成化学键，吸附作用选择性强，吸附热与化学反应热相当，但是脱附困难。在废气处理工艺中，人们主要利用物理吸附作用。

废气经阻火器和气流分布器进入吸附床，废气中的有机成分被吸附剂吸附，尾气经风机高空排放。当吸附剂接近饱和后，通入水蒸气或其他热源气脱附，由于吸附剂的富集作用，脱附气中有机物含量比处理前废气中有机物的浓度大幅度提高，因此具有一定的回收价值。脱附气可经过冷凝器冷凝后进入分层罐，如果有机物不溶于水，如甲苯等则冋收油层；若溶于水，如乙醇等则去溶媒回收塔进一步回收处理。脱附气也可以经过催化燃烧床（钯或者铂催化)燃烧生成无毒的废气排放，燃烧过程产生的热量加热解吸用热空气。目前，常用的活性炭和碳纤维吸附剂对常见的制药行业有机溶媒的吸附容量在100~400g/kg，吸附容量比较大，如果设计合理，吸附后尾气中有机物的含量可以控制在100mg/m3以下，可以实现达标排放。

4结论

处理高浓度有机溶媒废气，低温冷凝是一种有效的方法，该方法具有设备投资少、动力消耗低、操作简单、回收效率高等优点，减排的同时还能回收数量可观的溶媒，综合效益好。水吸收法在处理低沸点、易溶于水的有机废气时具有一定优势，但是在吸收过程中会产生二次污染物——废水。分析以上有机废气处理工艺后，人们不难发现，其处理能效明显与预期目标难以相符，针对低浓度废气可以应用吸附处理工艺进行再次处理，确保处理后的废气指标能够达到排放标准。