[发明专利]基于冷凝-萃取法有机废气回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机废气回收方法，特别是涉及一种基于冷凝-萃取法有机废气回收方法。属于废气回收方法技术领域。

背景技术

我国目前大气污染严重，而工业废气是大气污染的重要来源。在工业废气中最难处理的是有机废气。有机废气的大量排放，一方面给人体健康带来严重威胁，另一方面会引起资源的浪费。有机废气的排放不仅污染环境，还对给企业、国家造成巨大的经济损失。我国环境保护“十二五”规划明确指出，需加强挥发性有机污染物和有毒废气的控制。加强石化行业生产、输送和存储过程挥发性有机污染物排放控制。鼓励使用水性、低毒或低挥发性的有机溶剂，推进精细化工行业有机废气污染治理，加强有机废气回收利用，实施加油站、油库和油罐车的油气回收综合治理工程。开展挥发性有机污染物和有毒废气监测，完善重点行业污染物排放标准。严格污染源监管，减少含汞、铅和二噁英等有毒有害废气排放。

针对以上问题，现有技术中主要以消除法和回收法处理有机废气，这两种方法具有如下缺点：

1)消除法主要是通过化学或生化反应，用热、光、催化剂或微生物将有机物转变为二氧化碳和水等无毒物质。其主要包括：利用RTO(蓄热式热力焚化炉英文名为“RegenerativeThermalOxidizer”，故简称为“RTO”)、微生物治理、低温等离子、UV光解(紫外光，英文名为’ultraviolet”,简称“UV”，故为紫外光光解)、催化燃烧、电化学氧化、臭氧分解法、微波催化氧化及脉冲电晕法等。该类方法仅能在一定程度上解决有机废气的污染问题，减少有害物质的排放(部分技术可实现余热回收)，但不能实现有机废气的循环利用，企业、国家资源浪费导致生产成本高的问题并未得到根本解决。故该类技术只能针对无回收价值有机废气的处理，或作为有机废气回收项目的辅助手段。

2)回收法主要是通过物理的方法，在一定温度、压力下采用选择性吸附剂、吸收剂及渗透膜等分离挥发性有机化合物，其主要方法包括：吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法等。回收法通过对有机废气吸收，并加以利用，是一种同时兼顾绿色环保与经济效益的措施，在环境保护、企业发展以及国民经济的提升方面扮演着重要角色。

在几种有机废气回收方法中其缺点如下：

A)吸附法：利用吸附剂的多孔结构，捕获VOC(挥发性有机物化合物，英文是“volatileorganiccompounds”，简称为“VOC”，环保意义上的定义是指活泼的一类挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物)。该方法可适用于大风量、中低浓度、低湿、低温VOC的环境中。虽然其工艺成熟、净化较彻底，但是吸附环己酮等酮类有机废气时易引起炭床起火燃烧，并且不耐高温、不耐湿、脱附能耗高、设备庞大、工艺较复杂、废气中的杂质易引起吸附剂中毒、吸附剂再生困难、引起二次污染。

B)冷凝法：通过降低系统温度或提高系统压力，使处于过饱和状态的VOC冷凝。该方法适用于小风量、高沸点、高浓度VOC的有机废气。虽然其理论净化程度、所需设备和操作条件较简单、回收物较纯净，但是传统冷凝法投资较大、能耗较高、低温冰堵、二次污染、实际使用不经济。

C)膜分离：根据气体中各组分透过膜的速率差异，实现有机物的选择性渗透和分离。该方法适用于高浓度VOC的有机废气。虽然分离效果好、操作简单、控制方便，但是渗透膜易被污染、运行成本高。

D)吸收法：利用吸收剂与VOC的相似相溶原理达到实现VOC的回收。该方法适用于大风量、中低浓度、低温VOC的有机废气。虽然工艺简单成熟、管理方便、运行成本低，但是净化效率稍低、消耗吸收剂、引起二次污染。

其中，吸附法应用最为广泛，为克服的缺点，相关企业采用热稳定性优异且不易燃的憎水性沸石吸附剂代替活性炭吸附剂，同时采用氮气脱附或减压脱附代替水蒸气脱附，降低运行能耗，但该技术仍未得到广泛的工业应用。

传统冷凝法，因其投资大、能耗高、存在低温冰堵、且只针对高浓度有机废气等问题较少应用于有机废气的高度净化，其主要用于其它回收方法的预操作。有企业采用闭式循环冷凝回收技术突破了冷凝法只能运用于高浓度有机废气处理的传统技术，但冷凝时存在低温冰堵的问题仍未得到根本解决。且回收的有机溶剂远未达到回用的标准，需要加工后才可投入使用。

为此，需要设计一种基于冷凝-萃取法有机废气回收方法。具有不产生低温冰堵，且回收的有机溶剂的含水量达到回用标准的特点。

发明内容