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二氯乙烷废气治理与回收技术——吸附+工艺

发布时间:2021-06-17 点击量:112

二氯乙烷废气治理与回收技术——吸附+工艺:二氯乙烷是卤代烃的一种,常用EDC表示,常温下是一种无色或浅黄色透明、比水重、易挥发的液体,难溶于水,与绝大多数常用的有机溶剂互溶,具有类似氯仿的刺激性气味。

由于其溶解能力强、沸点较低,长期以来作为溶剂,萃取剂,干洗剂,湿润剂,农药制造及多种化学品的原料。

但二氯乙烷沸点较低,在工业生产时容易挥发造成环境污染。目前常用的治理二氯乙烷废气的工艺有低温冷凝法,溶剂吸收法和活性炭吸附法和膜分离法等。

 

低温冷凝法是利用二氯乙烷的饱和蒸汽压随着温度的降低而降低的关系,降低温度至二氯乙烷沸点以下,使其由气态变为液态的工艺。

该工艺对于高浓度的二氯乙烷废气具有良好的回收效果,但冷凝不彻底,仍然会有较高浓度的废气排出。

 

溶剂吸收法是利用二氯乙烷的高溶解性,选取其它高沸点的有机溶剂将二氯乙烷废气吸收后,再精馏回收出二氯乙烷的工艺。该工艺处理效率偏低,溶剂吸收不充分,且吸收剂本身也会挥发产生二次污染。

 

活性炭吸附法是利用活性炭的吸附性,将废气中的二氯乙烷进行吸附,再通过蒸汽吹脱回收二氯乙烷的工艺。

该工艺中活性炭吸附效果受水分影响较大,经过多次吹脱再生后吸附性能下降明显;且二氯乙烷易被活性炭中的杂质催化分解而产生氯化氢气体,遇水变为盐酸后对设备腐蚀严重,缩短管道设备使用寿命。

 

膜分离法的基本原理是采用对二氯乙烷具有选择渗透性的高分子膜,在一定压力下使二氯乙烷渗透通过高分子膜而被富集,脱除了二氯乙烷的气体留在渗透侧排出系统的工艺。

该工艺流程简单,能耗低,但同时膜寿命较短,投资费用高,且局限于高浓度,低风量的废气处理领域,脱除二氯乙烷后的废气浓度仍然较高,一般作为低风量高浓度废气的预处理工艺。

针对目前二氯乙烷废气处理存在的问题,江苏海普功能材料有限公司研发的吸附+(VRRP工艺)可将废气中的二氯乙烷吸附去除。

 

吸附饱和后,用蒸汽对纳米吸附剂进行脱附再生,二氯乙烷蒸汽能够冷凝回收。具体工艺如下:

 

具体流程说明为:车间二氯乙烷废气先经过真空泵抽取后,进行二级冷凝,一级冷凝温度在10℃左右,二级冷凝温度在-10℃左右。冷凝液化后的二氯乙烷用储罐接收,未冷凝下来的二氯乙烷废气接入装有纳米吸附剂的吸附塔进行吸附富集(吸附温度为常温,吸附压力为~6kpa),废气经过吸附后可达标排放。吸附剂吸附饱和后,将低压蒸汽通入吸附塔进行吹脱(温度在100℃左右)。

 

吹脱出的二氯乙烷和水蒸汽的混合物再经过冷凝液化,静置分层,可分离回收出二氯乙烷。蒸汽脱附后的纳米吸附剂温度较高,通入洁净空气冷却降温至室温后,可重新用于吸附。

该纳米吸附剂具有如下优点:

1、 孔结构可控且孔容积高;

2、 具有良好的物理化学稳定性,耐酸、碱和有机溶剂、具有较高的热稳定性和机械强度,耐磨损;

3、 表面呈现高疏水性,湿度对吸附性能无影响;

4、 容易再生且吸附性能稳定;

5、 不需更换即无危险废物产生。

 

该吸附+(VRRP工艺)对于废气中的二氯乙烷去除率可达98%以上,并在多个项目现场得到验证。如浙江某农化企业所上项目,已取得良好的处理效果:

装置模型图如图1,各吸附塔在不同的运行时段按箭头顺序轮换角色。

该项目采用PLC程序自动控制,对吸附装置的温度、压力及液位等参数实时监控,实现全程自动化操作, 且PLC与上位机通信,便于生产中掌握装置运行情况:

(1)配备的独立操作控制柜,便于管理及日常维护;

(2)机泵的控制:机泵与对应储罐液位计联动,随储罐液位的高低而动作;且每台电机均设置现场操作柱,根据需要现场可切换手动/自控操作模式。

(3)吸附系统的自动控制:风机与自控阀门根据温度压力及运行时间等流程进行自动切换;

(4)吸附系统的手动控制:为应对偶然情况需单个设备动作,中央控制台兼有手动系统,即各台设备的控制兼有独立性,可不与其它设备关联。

(5)逻辑控制图包含吸附和脱附模块,吸附模块具备手动、自动、停止、启动等功能,脱附模块具备结束、暂停、恢复、停止、脱附启动等功能。

(6)所有的泵、阀在上位机中有手动控制和自动控制两种操作模式,可以实现对单台泵、阀门的控制。

图1:吸附工艺装置模型图

 

 

图2:吸附工艺装置实体图

 

 

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