環(huán)保立體網(wǎng)狀填料生產(chǎn)廠家吸收法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物：吸收劑種類、吸收設(shè)備

　　環(huán)保立體網(wǎng)狀填料廠家吸收法處理?yè)]發(fā)性有機(jī)物：吸收劑種類、吸收設(shè)備。研究背景：揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是常壓下沸點(diǎn)在50～260 ℃、室溫下飽和蒸氣壓>71 Pa的一類易揮發(fā)有機(jī)化合物的總稱。VOCs來(lái)源廣泛，種類繁多，在紫外線照射下，不僅可與NOx發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，使地表O3濃度增加，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧污染，還會(huì)與大氣中的一些自由基發(fā)生反應(yīng)，形成二次有機(jī)氣溶膠，是導(dǎo)致大氣污染的重要前體物。VOCs超標(biāo)排放至周圍環(huán)境，不僅會(huì)刺激人體呼吸系統(tǒng)、損傷人體內(nèi)臟與神經(jīng)系統(tǒng)，濃度較高時(shí)還會(huì)造成慢性、急性中毒，甚至具有“三致”性。近年來(lái)，政府相關(guān)部門(mén)先后印發(fā)《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》《<揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)>(征求意見(jiàn)稿)》《“十三五”揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作方案》《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》等文件，對(duì)VOCs排放做出更為嚴(yán)格的限制，治理VOCs污染已成為時(shí)下亟待解決的環(huán)境問(wèn)題。

　　現(xiàn)階段VOCs治理技術(shù)按VOCs成分的歸宿可分為破壞性技術(shù)與回收性技術(shù)2類。破壞性技術(shù)主要有燃燒技術(shù)(直接燃燒、蓄熱燃燒與催化燃燒)、生物技術(shù)(生物濾池、生物滴濾與生物洗滌)、低溫等離子技術(shù)與光催化氧化技術(shù);回收性技術(shù)主要有吸收技術(shù)、吸附技術(shù)、冷凝技術(shù)與膜技術(shù)。在提倡低碳生活和資源節(jié)約的背景下，回收性技術(shù)不僅可有效控制環(huán)境污染，還可實(shí)現(xiàn)資源的無(wú)害化、再利用，深受企業(yè)青睞。而吸收法采用低揮發(fā)或不揮發(fā)液體為吸收劑，依據(jù)廢氣中各VOCs組分在吸收劑中的溶解度差異(物理吸收)或化學(xué)反應(yīng)特性差異(化學(xué)吸收)，通過(guò)填料塔、旋轉(zhuǎn)填料床等吸收設(shè)備使廢氣中污染物組分被吸收凈化。VOCs吸收技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、占地面積小、二次污染少、投資及運(yùn)行成本低，作為一種重要的末端處理技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于石油化工、表面涂裝、包裝印刷、醫(yī)藥電子等行業(yè)的VOCs治理工程。吸收劑與吸收設(shè)備是制約吸收法凈化處理VOCs效率的關(guān)鍵因素。

　　在介紹VOCs的危害及常見(jiàn)治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)述4類常用VOCs吸收劑(有機(jī)溶劑、表面活性劑、微乳液及離子液體)與2種常用VOCs吸收設(shè)備(填料塔與超重力旋轉(zhuǎn)填料床)的一些國(guó)內(nèi)外研究成果，最后概述了吸收劑再生與重復(fù)利用的方法，以期為后續(xù)相關(guān)研究工作及工業(yè)應(yīng)用工程提供參考。

　　摘 要

　　揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危害人體健康，已成為全社會(huì)共同關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。吸收法作為一種重要的VOCs末端處理技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、二次污染少、投資運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)。吸收劑與吸收設(shè)備是制約吸收法處理VOCs效率的關(guān)鍵因素，在介紹VOCs的危害及常見(jiàn)治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)述4類常用VOCs吸收劑(有機(jī)溶劑、表面活性劑、微乳液及離子液體)與2種常用VOCs吸收設(shè)備(填料塔與超重力旋轉(zhuǎn)填料床)的最新國(guó)內(nèi)外研究成果，概述VOCs吸收劑再生與重復(fù)利用的方法。最后，針對(duì)吸收法處理VOCs目前存在的問(wèn)題，提出了今后的重點(diǎn)研發(fā)方向。

　　一、吸收劑種類

　　吸收法處理VOCs分為2個(gè)步驟：首先將氣相中的VOCs轉(zhuǎn)移至液相中，然后對(duì)液相中VOCs進(jìn)行回收或消除處理。吸收劑是制約VOCs廢氣處理效率的首要因素，一種理想的吸收劑應(yīng)當(dāng)具備如下特性：1)低揮發(fā)性或者不揮發(fā);2)高吸收能力(較大吸收量與較快吸收速度);3)低毒性;4)低生物降解性或者不可生物降解;5)低成本，設(shè)備腐蝕性小。實(shí)際上，一種藥劑很難兼具以上所有性能，應(yīng)用中需結(jié)合待處理廢氣性質(zhì)、生產(chǎn)工藝條件及預(yù)期達(dá)到的處理目的，綜合考量篩選吸收劑。水作為一種廉價(jià)、易得、安全的理想吸收劑，廣泛應(yīng)用于吸收凈化H2S、NH3等易溶性廢氣，但多數(shù)VOCs水溶性較差(如室溫條件下每100 g水中苯的溶解度僅為0.07 g)，以水為吸收劑，吸收凈化效率較低。為此，研究學(xué)者依據(jù)VOCs的物理化學(xué)性質(zhì)，從物理化學(xué)反應(yīng)的角度出發(fā)優(yōu)化開(kāi)發(fā)VOCs吸收劑，以期增大VOCs 的溶解性，提高吸收凈化效率。近年來(lái)，已報(bào)道的VOCs吸收劑較多，但大致可分為4類：1)有機(jī)溶劑;2)表面活性劑;3)微乳液;4)離子液體。

　　1.有機(jī)溶劑吸收劑

　　有機(jī)溶劑吸收劑主要是一些具有較高沸點(diǎn)的油類物質(zhì)，如廢機(jī)油、潤(rùn)滑油、洗油、生物柴油、0號(hào)柴油等，也有一些純有機(jī)溶劑，利用這類吸收劑處理VOCs氣體的研究工作可以追溯到20世紀(jì)70年代。陳定盛等利用廢舊機(jī)油吸收甲苯廢氣，結(jié)果表明：在進(jìn)氣濃度為500～2500 mg/m3，液氣比為2.5 L/m3條件下，甲苯的凈化效率可達(dá)到95%～98%。Guillerm等以不同黏度聚二甲基硅氧烷(PDMS 5：5 mPa·s與PDMS 50：50 mPa·s)為吸收劑，通過(guò)拉西環(huán)散堆填料塔、IMTP散堆填料塔與FLEXIPAC規(guī)整填料塔吸收凈化甲苯廢氣，發(fā)現(xiàn)FLEXIPAC規(guī)整填料塔的氣液傳質(zhì)效率最高，PDMS 5與PDMS 50對(duì)甲苯廢氣的吸收效率均可達(dá)到100%。相比之下，IMTP散堆填料塔的氣液傳質(zhì)受到一定限制，PDMS 50對(duì)甲苯廢氣的吸收率為88%。Lalanne等將水與潤(rùn)滑油的混合液作為洗滌劑用于生物洗滌裝置去凈化VOCs廢氣，結(jié)果表明：芳烴類VOCs的吸收效率明顯提高，氯化物類VOCs的吸收效率也有一定上升。Hadjoudj等結(jié)合頂空氣相色譜、間接頂空氣相色譜法與惰性氣體氣提技術(shù)，通過(guò)計(jì)算亨利常數(shù)與無(wú)限稀釋活度系數(shù)，探究鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、己二酸二辛酯(DEHA)、四乙二醇二甲醚(TEGDME)對(duì)二氯甲烷、四氯乙烯及氯苯的吸收性能，發(fā)現(xiàn)TEGDME對(duì)二氯甲烷的吸收性能最好，DEHA對(duì)四氯乙烯與氯苯均展現(xiàn)出良好吸收性能。Darracq等研究表明：己二酸二辛酯與二甲基硅氧烷可高效吸收甲苯與二甲基二硫醚。Heymes等對(duì)比評(píng)價(jià)了聚乙二醇、鄰苯二甲酸鹽、己二酸二辛酯、硅油對(duì)甲苯的吸收性能，結(jié)果表明：己二酸二辛酯對(duì)甲苯的吸收效率最高。需要指出的是，雖然有機(jī)溶劑吸收劑對(duì)VOCs有較高的吸收容量，但大部分有機(jī)溶劑易燃燒、易揮發(fā)，存在安全隱患與二次污染，也有部分有機(jī)溶劑成本昂貴，且黏度較高，易導(dǎo)致吸收設(shè)備中液體分布不均及壓降增大，使其工業(yè)應(yīng)用受到一定限制。

　　2.表面活性劑吸收劑

　　表面活性劑是一類分子中同時(shí)含有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的物質(zhì)，溶液相中表面活性劑達(dá)到一定濃度時(shí)可在內(nèi)部微環(huán)境中自發(fā)形成非極性膠束，顯著增大不溶或難溶有機(jī)物在溶液相中的溶解性能。Blach等以環(huán)糊精為吸收劑吸收凈化甲苯廢氣，結(jié)果顯示：β-環(huán)糊精對(duì)甲苯的吸收能力最強(qiáng)，約是水的250倍。王媛等研究了不同類型表面活性劑(陰離子型十二烷基硫酸鈉、非離子型聚氧乙烯辛基苯酚醚、陽(yáng)離子型十六烷基三甲基溴化銨、生物表面活性劑鼠李糖脂和脂肽)對(duì)三氯乙烯的增溶作用。結(jié)果表明：5種表面活性劑對(duì)三氯乙烯的增溶能力順序?yàn)樘侵?gt;脂肽>十六烷基三甲基溴化銨>聚氧乙烯辛基苯酚醚>十二烷基硫酸鈉。Xiao等研究了不同種類氟碳表面活性劑對(duì)于甲苯的吸收性能。結(jié)果顯示：FSO-100對(duì)甲苯的吸收能力最強(qiáng)，0.1% FSO-100對(duì)甲苯的飽和吸收量達(dá)4.2 mg/g。何璐紅等以非離子表面活性劑Tween-20為主的表面活性劑，通過(guò)添加助表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉及助劑NaCl以形成復(fù)配表面活性劑吸收體系，并用復(fù)配的表面活性劑吸收體系吸收凈化VOCs廢氣。結(jié)果表明：當(dāng)空氣流量為300 mL/min，液體噴淋量為75 mL/min，進(jìn)口甲苯濃度為800 mg/m3，溫度為30 ℃，濃度為臨界膠束濃度時(shí)，Tween-20、Tween-20/十二烷基苯磺酸鈉(摩爾比為1∶4)與Tween-20/十二烷基苯磺酸鈉/NaCl(摩爾比為1∶4∶0.1)表面活性劑吸收體系對(duì)甲苯的吸收效率分別為56%、70%和77%，說(shuō)明三元復(fù)配表面活性劑吸收體系的吸收效果最佳。

　　3.微乳液吸收劑

　　微乳液是由助表面活性劑、表面活性劑、水或鹽水、油等組分在適當(dāng)配比下自發(fā)生成的一種熱力學(xué)穩(wěn)定體系，因其對(duì)有機(jī)污染物具有較強(qiáng)的增溶作用，近年來(lái)被用于吸收凈化VOCs廢氣。田森林等構(gòu)建了以Tween為表面活性劑、以正丁醇、正丁酸、正丁胺為助表面活性劑、以甲苯為油相的微乳液體系，通過(guò)填料塔吸收凈化甲苯廢氣。結(jié)果表明：Tween-20/正丁胺/甲苯/水微乳液體系對(duì)甲苯的吸收效率可達(dá)65%，選用微乳液吸收凈化甲苯廢氣，不僅技術(shù)可行，且效果優(yōu)于單一表面活性劑。Jiang等采用陽(yáng)離子表面活性劑及其相應(yīng)的微乳體系吸收甲苯廢氣，規(guī)避了吸收劑價(jià)格昂貴、易于揮發(fā)、易造成二次污染等一系列問(wèn)題，為VOCs的凈化與治理提供了一種全新的可行方法。河北工業(yè)大學(xué)以離子液體為極性相，通過(guò)非離子表面活性劑和助表面活性劑作用，將少量離子液體以分散相的形式均勻分散在大量水或生物柴油中，形成微乳液吸收體系，對(duì)VOCs的初始吸收效率>78%。需要指出的是，微乳液吸收劑的制備較為復(fù)雜，且吸收飽和后不易再生與重復(fù)利用，采用微乳液為吸收劑凈化處理VOCs廢氣，尚處在試驗(yàn)研究階段，工業(yè)化應(yīng)用報(bào)道較少。

　　4.離子液體吸收劑

　　離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子構(gòu)成的，在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的離子化合物，作為一種“可設(shè)計(jì)性”的綠色溶劑，通過(guò)其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的精細(xì)調(diào)控，引入特定結(jié)構(gòu)的功能化基團(tuán)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)特定氣體的選擇性溶解吸收。張樂(lè)等研究了十二烷基咪唑氯鹽(DDMIM Cl)、十二烷基咪唑硝酸鹽(DDMIM NO3)與十二烷基咪唑雙氰胺鹽(DDMIM DCA)對(duì)甲苯的吸收性能。結(jié)果表明：DDMIM DCA對(duì)甲苯的吸收性能最好，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，初始吸收率達(dá)到98%，飽和吸收量達(dá)53.39 mg/L，而DDMIM Cl與DDMIM NO3對(duì)甲苯的初始吸收率為92%左右，飽和吸收量分別為33.60，37.01 mg/L。Gonzalez-Miquel等運(yùn)用COSMO-RS程序，通過(guò)計(jì)算氣液兩相的亨利常數(shù)與過(guò)剩焓，探究14種代表性VOCs在135種咪唑類離子液體的溶解與吸收過(guò)程，揭示了離子液體結(jié)構(gòu)對(duì)其吸收凈化VOCs性能的影響。結(jié)果表明：離子液體中陽(yáng)離子與陰離子對(duì)VOCs吸收凈化效率起決定性作用，可通過(guò)代換離子液體中陽(yáng)離子與陰離子，增強(qiáng)離子液體與VOCs分子的相互作用，提高離子液體對(duì)VOCs的吸收凈化效率。Wang等運(yùn)用離子液體1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽([Bmim][NTf2])吸收凈化甲苯廢氣。結(jié)果表明：20 ℃及常壓條件下，甲苯在[Bmim][NTf2]中的溶解度為61.5%。甲苯濃度為3×10-4，流速為50 mL/min時(shí)，[Bmim][NTf2]對(duì)甲苯的吸收率可達(dá)98.3%。離子液體作為一種新型吸收劑，雖在凈化處理VOCs廢氣方面呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，也存在一些亟需解決和研究的問(wèn)題：1)離子液體的黏度通常較高，使氣液兩相傳質(zhì)受限;2)離子液體成本相對(duì)較高，使經(jīng)濟(jì)性較差。

　　工業(yè)應(yīng)用中，由于VOCs廢氣往往組分復(fù)雜、含量波動(dòng)較大，多采用由有機(jī)溶劑、表面活性劑、離子液體等多種物質(zhì)復(fù)配形成的吸收劑。復(fù)合吸收劑中各組分之間相互協(xié)同、相互促進(jìn)，共同提高吸收劑的吸收凈化效果與抗沖擊性能。環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所公開(kāi)了一種由表面活性劑、助劑、無(wú)機(jī)鹽與水復(fù)配而成的低泡有機(jī)廢氣吸收劑，對(duì)VOCs具有獨(dú)特增溶能力，可適合治理各種工業(yè)有機(jī)廢氣。深圳市天得一環(huán)境科技有限公司公布了一種水性VOCs吸收劑，由3%～6%非離子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑、1%～5% FSO100氟碳表面活性劑、1%～5% FSN100氟碳表面活性劑、1%～3%乳化劑、5%～10%油石酯礦物油與余量水復(fù)配而成，由于吸收劑中含有增強(qiáng)水油乳化效果的組分，VOCs的吸收效率與飽和吸收量顯著提高。浙江大學(xué)公布了一種由1.5%～12.5%碳酸鹽、0.1%～7%分散劑、0.01%～5%助劑與余量水復(fù)配而成的吸收劑，對(duì)低濃度苯系物有機(jī)廢氣的吸收凈化效率達(dá)到75%以上。

　　二、吸收設(shè)備

　　吸收設(shè)備是制約吸收法處理VOCs效率的另一關(guān)鍵因素。吸收設(shè)備的選擇，應(yīng)致力于促進(jìn)氣液湍流、增大接觸面積、強(qiáng)化吸收過(guò)程、提高吸收效率、降低設(shè)備成本、減少操作費(fèi)用。塔設(shè)備是最常用的吸收設(shè)備，主要有板式塔和填料塔2類。相比于板式塔，填料塔處理效率高、處理氣量大、持液量低，且氣液比可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，被廣泛應(yīng)用于H2S、SO2、VOCs等廢氣吸收凈化過(guò)程并表現(xiàn)出良好的傳質(zhì)性能。與此同時(shí)，填料塔在使用過(guò)程中也存在一些不足，如氣相壓降較大、裝置體積龐大、投資及運(yùn)行成本較高等，使其在某些特定條件下的應(yīng)用受到一定限制。研究人員以過(guò)程強(qiáng)化的觀點(diǎn)對(duì)吸收設(shè)備進(jìn)行不斷改進(jìn)，以期用較小的設(shè)備體積、資源與能量消耗獲得更高的氣液傳質(zhì)效果。超重力旋轉(zhuǎn)填料床是近年來(lái)新發(fā)展的強(qiáng)化相間傳質(zhì)、反應(yīng)及微觀混合裝置，具有氣液傳質(zhì)效率高、物料停留時(shí)間短、啟停方便、體積小、投資低、不易結(jié)垢堵塞、安裝維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，已在煙氣脫硫除塵、廢水廢氣治理、超細(xì)產(chǎn)品回收、超細(xì)粉體制備等行業(yè)領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。

　　1.填料塔

　　填料塔的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。填料塔中，液體吸收劑從塔頂進(jìn)入，經(jīng)塔頂噴頭分布均勻后向下噴灑;VOCs氣體由塔底進(jìn)入，自下而上通過(guò)填料層，并與噴淋而下的吸收劑逆流接觸。氣液兩相在潤(rùn)濕的填料表面密切接觸、充分傳質(zhì)，通過(guò)各種物理化學(xué)作用，VOCs廢氣中污染物被吸收凈化。填料作為填料塔內(nèi)氣液兩相接觸、傳質(zhì)的載體，其性能的優(yōu)劣直接決定了填料塔的氣液傳質(zhì)效果。常見(jiàn)填料可分為散堆填料和規(guī)整填料兩大類。散堆填料是具有一定外形結(jié)構(gòu)的顆粒體，主要包括環(huán)形填料、鞍形填料、環(huán)鞍形填料及球形填料等;規(guī)整填料以金屬絲網(wǎng)波紋規(guī)整填料和金屬板波紋規(guī)整填料為代表，是一類具有規(guī)則幾何形狀且堆砌較為整齊的填料。Aroonwilas等研究表明，相比散堆填料，規(guī)整填料在傳質(zhì)性能方面更有優(yōu)勢(shì)。宋彬等對(duì)比了新型板式填料床、傳統(tǒng)絲網(wǎng)填料床和鮑爾環(huán)填料床的傳質(zhì)與壓降性能的差異，研究表明，在相同操作條件下，絲網(wǎng)填料床的傳質(zhì)性能最優(yōu)，新型板式填料床的傳質(zhì)性能與絲網(wǎng)填料床相差不大，而壓降值順序始終有絲網(wǎng)填料床>鮑爾環(huán)填料床>新型板式填料床。在廢氣治理方面，Zhao等以水為吸收劑，采用填充有刺孔波紋填料CB250Y與規(guī)整不銹鋼絲網(wǎng)波紋填料BX500的“兩級(jí)吸收-兩級(jí)除霧”填料塔回收濕法聚氨酯人造革生產(chǎn)廢氣中DMF。結(jié)果顯示：“兩級(jí)吸收-兩級(jí)除霧”填料塔對(duì)廢氣中DMF回收率達(dá)到95%，經(jīng)吸收凈化后，廢氣中DMF濃度<40 mg/m3，可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。Guillerm等分別通過(guò)拉西環(huán)散堆填料塔、IMTP散堆填料塔與FLEXIPAC規(guī)整填料塔，比較分析PDMS 5與PDMS 50對(duì)于甲苯廢氣的吸收凈化效率。結(jié)果顯示：FLEXIPAC規(guī)整填料的傳質(zhì)性能優(yōu)于IMTP，F(xiàn)LEXIPAC規(guī)整填料塔的氣液傳質(zhì)效率最高，2種PDMS吸收劑對(duì)甲苯廢氣的吸收凈化效率均可達(dá)到100%。

　　圖1 填料塔示意

　　2.超重力旋轉(zhuǎn)填料床

　　超重力旋轉(zhuǎn)填料床的結(jié)構(gòu)如圖2所示。VOCs廢氣從旋轉(zhuǎn)填料床邊緣進(jìn)入，在超重力場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下由外向內(nèi)分散、遷移;液體吸收劑從旋轉(zhuǎn)填料床中心進(jìn)入，經(jīng)液體分布器后均勻地噴灑至旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)表面，并在離心力作用下由內(nèi)向外分散、遷移，最終從旋轉(zhuǎn)填料床底部出液口排出;氣液兩相在旋轉(zhuǎn)填料床上充分接觸、高效傳質(zhì)，通過(guò)各種物理化學(xué)作用，VOCs廢氣中污染物被吸收凈化。旋轉(zhuǎn)填料床內(nèi)，高速旋轉(zhuǎn)的填料對(duì)液體強(qiáng)大剪切作用將液體分割成具有一定線速度的液絲、液滴和液膜，降低了液膜厚度，增大了氣液接觸面積，從而強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程。在VOCs廢氣治理領(lǐng)域，Chen等以水為吸收劑，通過(guò)超重力旋轉(zhuǎn)不銹鋼絲網(wǎng)填料床吸收凈化異丙醇、丙酮與乙酸乙酯廢氣。結(jié)果表明：超重力場(chǎng)下，氣液兩相的有效接觸面積明顯增大，旋轉(zhuǎn)填料床中VOCs與吸收劑的傳質(zhì)效率顯著提高。Hsu等以水為吸收劑，通過(guò)超重力旋轉(zhuǎn)葉片填料床吸收凈化甲醇與1-丁醇的混合廢氣。結(jié)果表明：VOCs廢氣的吸收凈化效率隨著轉(zhuǎn)速、氣體流速及液體流速的增大而增大，而受進(jìn)氣污染物濃度的影響較小。Lin等以水作為吸收劑，通過(guò)超重力旋轉(zhuǎn)葉片填料床吸收凈化甲醇、甲基乙基酮與乙酸乙酯VOCs廢氣。結(jié)果表明：3種VOCs中，甲醇的水溶性最強(qiáng)，凈化效率也最高。在氣體流速為50 L/min，液體流速為0.65 L/min，旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)速為1800 r/min時(shí)，甲醇、甲基乙基酮與乙酸乙酯的吸收凈化效率達(dá)到最高，分別為89.8%、77.6%與68.9%。Chiang 等分別以水、甘油/水混合液為吸收劑，探究超重力旋轉(zhuǎn)填料床和傳統(tǒng)填料床對(duì)乙醇廢氣的吸收凈化效率。結(jié)果顯示：超重力旋轉(zhuǎn)填料床中，乙醇的吸收凈化效率隨著旋轉(zhuǎn)填料床轉(zhuǎn)速、氣體流速及液體流速的增大而增大，隨著吸收劑黏度的增大而減小。在黏稠介質(zhì)中，超重力旋轉(zhuǎn)填料床的氣液傳質(zhì)效率高達(dá)傳統(tǒng)填料床的193倍。谷麗芬等利用自制的復(fù)配吸收劑，探究對(duì)比了傳統(tǒng)填料塔與超重力旋轉(zhuǎn)填料床對(duì)苯、甲苯、二甲苯的吸收凈化效果。結(jié)果表明：在進(jìn)氣流量為0.50 m3/h，吸收劑流量為0.08 m3/h，進(jìn)氣質(zhì)量濃度為1.0～2.5 g/m3條件下，傳統(tǒng)填料塔中苯、甲苯、二甲苯的最高吸收效率分別為20%、11%與11%，而相同工藝條件下，超重力因子為22.23時(shí)，超重力旋轉(zhuǎn)填料床中苯、甲苯、二甲苯的吸收凈化效率分別可達(dá)50%、75%與77%。江蘇科技大學(xué)公開(kāi)了一種基于超重力技術(shù)的廢棄油脂吸收凈化VOCs氣體的裝置及方法，以廢棄油脂為吸收劑，利用旋轉(zhuǎn)填料床吸收凈化VOCs廢氣，凈化效率高達(dá)95%～99%。

　　圖2 超重力旋轉(zhuǎn)填料床示意

　　三、吸收劑的再生與重復(fù)利用

　　飽和吸收劑的再生與重復(fù)利用，不僅可以減少藥劑使用量，降低操作運(yùn)行成本，還可回收廢氣中有價(jià)值組分，也是吸收法凈化VOCs廢氣需考慮的重要問(wèn)題。目前吸收劑的再生與重復(fù)利用通常采取加熱蒸餾、曝氣吹脫、生物降解等措施。Blach等結(jié)合加熱、曝氣、吹脫等措施回收甲苯，實(shí)現(xiàn)飽和環(huán)糊精的再生與重復(fù)利用。Xiao等通過(guò)加熱蒸餾(90～95 ℃)回收甲苯，再生0.1% FSO-100氟碳表面活性劑吸收劑，使甲苯的回收率達(dá)到85%，且經(jīng)再生后的氟碳表面活性劑重復(fù)使用過(guò)程中可保持原有的甲苯吸收能力。張樂(lè)等采用加熱蒸餾法回收甲苯，再生水溶性離子液體吸收劑，甲苯回收率可達(dá)85%～90%，吸收劑對(duì)甲苯的飽和吸收量隨著重復(fù)利用次數(shù)的增加而基本保持不變。Wang等通過(guò)加熱蒸餾對(duì)吸收甲苯后的離子液體[Bmim][NTf2]進(jìn)行再生。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)5次吸收-再生循環(huán)后的離子液體對(duì)甲苯的吸收率為92%，相比初始離子液體吸收率97%，下降較小。Quijano等利用微生物代謝作用降解[Bmim][PF6]與[Bmim][NTf2]吸收劑中甲苯與二甲基二硫化物污染物，實(shí)現(xiàn)離子液體吸收劑的再生與重復(fù)利用。Darracq等利用微生物代謝作用降解非水相液體吸收劑中有機(jī)物污染物，實(shí)現(xiàn)非水相液體吸收劑的再生與循環(huán)使用。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　吸收法作為一種重要VOCs末端處理方法，工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、二次污染少、投資運(yùn)行成本低，近年來(lái)得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛研究。新的有機(jī)溶劑、表面活性劑、微乳液、離子液體等吸收劑體系相繼被報(bào)道，填料塔、超重力旋轉(zhuǎn)填料床等新型高效的吸收設(shè)備引發(fā)了行業(yè)的濃厚興趣，吸收劑的再生與重復(fù)利用新措施不斷涌現(xiàn)，VOCs吸收技術(shù)在理論和實(shí)驗(yàn)研究方面取得了顯著進(jìn)展。但在實(shí)際應(yīng)用中，吸收法仍存在一些亟待解決的問(wèn)題：許多已報(bào)道VOCs吸收劑在處理氣量較小、組分較為單一的小試試驗(yàn)?zāi)�擬廢氣時(shí)具有良好的吸收效果，但用于處理氣量較大、組分較為復(fù)雜的中試試驗(yàn)或工業(yè)化試驗(yàn)裝置廢氣時(shí)，往往適應(yīng)性較差，吸收效率有限;一些已報(bào)道吸收劑盡管性能良好、容易再生，但成本較為昂貴，使其工業(yè)應(yīng)用受到一定限制。后續(xù)相關(guān)研究工作，一方面仍應(yīng)著力開(kāi)發(fā)性能優(yōu)越、適應(yīng)性強(qiáng)、二次污染小、易于再生與后續(xù)處理且成本較低的吸收劑;另一方面，應(yīng)著力優(yōu)化吸收設(shè)備，以進(jìn)一步提高氣液傳質(zhì)效率，降低設(shè)備運(yùn)行能耗，減少設(shè)備制造成本，提高設(shè)備自動(dòng)化控制水平。

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