溶劑回收主要是對一些在化學性質上極容易揮發(fā),或見光反應的有機溶劑進行處理。溶劑回收技術的目的是為了降低化工制程的成本,改善作業(yè)環(huán)境,提高作業(yè)安全性。
有機溶劑概述有機溶劑是相對于無機溶劑而言的一種化學物質,其特點大多是不溶于水,分子量較小,以液態(tài)形式呈現(xiàn)并在與其他溶質摻合的情況下化學性質穩(wěn)定。常見的有機溶劑乙二醇、苯乙烯、全氯乙烯等等。
在當今世界范圍內的化工行業(yè)中,有機溶劑是不可或缺的生產資源,在石油工業(yè)、制藥工業(yè)、印刷行業(yè)等廣泛地運用。而這些溶劑在化學性質上極容易揮發(fā)或見光反應,最終進入大氣形成有毒廢氣。
同時,有機溶劑很容易通過人體皮膚和呼吸系統(tǒng)進入體內,與血紅蛋白結合,造成骨髓、神經系統(tǒng)、肝腎內臟等器官的毒害,這對在此類工作區(qū)域內的從業(yè)人員而言,是非常嚴重的身體傷害。例如,在大部分有機溶劑中存在的苯及苯類化合物,是世界醫(yī)學界公認的致癌物質,會對人類的造血系統(tǒng)形成不可修復的傷害。
諸如此類有機溶劑,尤其在發(fā)生光化學反映后,對人體的傷害更大,同時在排入大氣中之后由于自身的穩(wěn)定結構,不容易被分解,只能通過稀釋作用來減少毒害作用。
在以往處理有機溶劑的方案中,將回收的有機溶劑和氣體進行燃燒,可以轉化成無毒的氣體物質(主要是二氧化碳),但這種做法不僅會造成資源的浪費,同時也形成了大量的溫室氣體,對構建節(jié)約型社會和低碳經濟社會并不理想,因此要從回收利用角度重新考慮。
溶劑回收的現(xiàn)狀建立溶劑回收技術的目的是為了降低化工制程的成本,改善作業(yè)環(huán)境,提高作業(yè)安全性。有機溶劑在各行各業(yè)中都有使用,其種類繁多,如下表所示。
對于溶劑所產生的公害認定及其限制,全世界都已將它視為世界性環(huán)保問題而加以重視,且各種限制都在逐漸擴大之中。例如,德國就將各種氯系碳化氫溶劑排放到大氣中的限量由150mg/Nm3降低到20mg/Nm3,使得以往利用活性炭吸附,水蒸氣脫離的溶劑回收技術無法適用。
雖然利用活性炭的溶劑回收技術具有回收溶劑純度高等不少優(yōu)點,且有很多實用例子,但是如果所回收溶劑為醇、酯及酮系水溶劑,則其排放出來的水必須進一步進行生物處理。有些回收溶劑會發(fā)生水分解反應而具有酸性。
為了改善這些缺點,以氮氣作為脫離氣體的干式回收方式和以疏水性沸石為吸附劑,利用壓力來改變吸附量的溶劑回收技術(壓力交換吸附法)獲得了發(fā)展。發(fā)達國家已逐步廢止了利用高溫氧化方式來處理排氣中的溶劑的技術,防止二氧化碳的產生而引起地球溫室效應,轉而采用溶劑回收再利用技術以節(jié)省資源。
有機溶劑回收工藝在以往的處理手段中,為了減少對環(huán)境和人員的傷害,大多采用焚燒(無焰)和燃燒(有焰)的方式。
將廢氣中的有機溶劑燒掉是最簡單的處理方法,但也存在一定的危險,針對有焰燃燒會導致爆炸事故發(fā)生,由此轉為無焰焚燒的方式。這種處理方法首先要提升有機溶劑氣體的密度,通常會用活性炭進行吸附作業(yè),隨后將高濃度的溶劑氣體進行余熱,實現(xiàn)無焰催化燃燒。
無論是有焰還是無焰的處理方式,這種單純地以降低傷害和污染的方式顯然是不可取的,尤其是在當年資源利益匱乏的情況下,因此需要不斷轉化溶劑回收的工藝手段。
以下闡述幾種常見的有機溶劑回收方法:
1、吸收法
顧名思義,是通過特殊的液化介質來吸收氣體中的有機溶劑成分,這就要求兩者之間具有同類的性質。例如柴油或柴油對溶劑中的油性物質具有溶解性,通過高溫上淋工藝不斷與氣體物質交融,實現(xiàn)吸收。
吸收法需要對設備的依賴性較大,我國對吸收法的利用始于上世紀其八十年代,最初主要用于乙醚溶液,隨后逐漸擴展應用范圍。在使用吸收法過程中需要考慮的問題主要是流程問題,不同的溶劑吸收性不同,需要嚴格的控制。
2、冷凝法
冷凝法的利用具有針對性,一般來說,適用于一些單一有機溶劑濃度較高的廢氣環(huán)境,特別是某一種成品揮發(fā)性有機溶劑。例如在制冷設備中,早期普遍采用氟利昂作為循環(huán)介質(現(xiàn)已淘汰),就可以采用冷凝的方式進行分離回收;再例如汽油、柴油等成品包裝環(huán)境下(加油站油池、油罐)發(fā)生的揮發(fā)性行為,也同樣適用冷凝法。
不難看出,冷凝法就是利用氣體對溫度的反應實現(xiàn)的,采用冷凍的手段降低溫度,由于氣體中所包含的溶劑成分比較單一,所以變化較為明顯,回收的物質也十分統(tǒng)一。
冷凝法本質上是一種簡單的物理手段,不需要對設備進行特殊的設計構造,但同樣受到氣體中溶劑性質的限制,這是其使用的局限性。同時,使用冷凝法還要注意的是,作用氣體的飽和蒸汽氣壓隨溫度的變化不能太大。
3、吸附法
吸附法的使用歷史非常悠久,在早起無害處理中也使用過,主要的工具是活性炭,并隨著活性炭的種類和性能不斷發(fā)生變化?;钚蕴渴亲畛S玫奈談?,針對活性炭的性質處理后,可以實現(xiàn)特定有機溶劑的回收,簡單方便快捷,但這一方法的回收與活性炭投入有很大的關系,性價比有待提高。
溶劑回收裝置在選擇溶劑回收裝置時,首先要考慮所處理氣體的性質、量以及相關設備的適用性。尤其當回收溶劑為多種成分的混合體時,必須利用蒸餾塔進行分離和精制。其次要遵守法規(guī)對所處理氣體的排放限量要求。
1、冷凝法回收裝置
在運轉前,先用氮氣清除膠帶烘爐和溶劑回收系統(tǒng),使氧氣濃度在5%以下,提高循環(huán)用氣體的溶劑濃度(5-35%V/V),然后利用液化氮的低溫來冷凝回收。由于不使用活性炭之類的吸附劑,因此回收溶劑的純度高。
2、吸收法回收裝置
這是一種完全不使用活性炭之類的吸附劑,而是使溶劑被吸收于特殊油內的溶劑回收方式。將被處理氣體導人充填塔內,與油接觸,再將溶有溶劑的油回收,以熱交換器加熱,將因溫度上升而溶解度下降的油送至分散塔,成真空后溶劑就與油分離。油被回收,冷卻后回到吸收塔循環(huán)使用。
3、固定床吸附回收裝置
固定床方式可以避免吸附劑因連續(xù)移動所造成的磨耗、破損等機械損失。處理氣體流過吸附劑充填層的方式在設計和操作上較容易,因此本方式被廣為使用。代表性的吸附劑有活性炭和沸石。疏水性的合成沸石為無機質,具有不燃性,在高溫下很穩(wěn)定,即使被吸附的成分為高沸點化合物,也可使用高溫使之完全脫離。
4、流動床吸附回收裝置
本方式在吸附塔內有吸附部和脫離部,循環(huán)的活性炭在吸附部與處理氣體對流接觸,將溶劑吸附,再在脫離部利用問接加熱脫離。再生的活性炭循環(huán)回吸附部?;钚蕴繛榱鲃有院玫闹樘?,處理氣體的流速為固定床的2~3倍,因此裝置空間較小。但是風量不能變動太大。處理氣體若有不純物,應進行預處理。
5、PSA式溶劑回收裝置
本方式是將被處理氣體加壓或在大氣壓下吸附,在減壓下脫離再生,整個過程溫度變化不大,吸附劑使用無機系合成吸附劑(如沸石)。由于是非加熱再生,因此可回收熱敏感性的溶劑。但處理可燃性溶劑時,有時會因壓縮而進入爆炸濃度范圍內,因此適用性限于不燃性溶劑或非活性氣體中的溶劑回收。
2018-07-28 11:30:11 1539 http://www.yiqi.com/citiao/detail_1112.html 熱門標簽: