气体吸附分离技术与大气污染防治

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气体吸附分离技术与大气污染防治

气体吸附分离技术与大气污染防治

气体吸附分离技术与大气污染防治摘要本文简要叙述了人类工业化带来的气态污染物如硝酸尾气、黄磷尾气等中NOx、SOx、P、As、PH3、CO等对人类健康、生态环境的危害及防治措施,结合作者单位在吸附分离领域已经开展的一些实验研究,探讨了吸附分离技术在治理气体污染物中应用的前景及可行性。

关键词气体吸附分离技术大气污染防治1 前言随着人类工业化程度的不断提高,人类向自己赖以生成的环境中排放的有害物质在不断地增多,“保卫地球、保护我们生成的环境”不再仅仅是一句危言耸听的口号,而是关系到我们子孙后代能否生存的刻不容缓的大事。

人类需要发展但更需要保护环境,如何保护好我们的环境是我们广大科技工作者共同关心的问题。

目前,工业生产给环境带来的主要污染物为工业废气、工业废水、废渣(即工业“三废”),其中工厂每天向大气中排放大量的各种各样的工业废气对人类的健康威胁极大,尽可能将污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。

对生态环境影响较大和人类健康威胁较大且绝对排放量较大的废气主要包括含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒气体;其它气体,开展关于减少这类有害废气的研究是非常有必要的,本文结合着者在这一领域已经开展的研究,讨论了用现代吸附分离技术净化这类气体的意义及工业开发的可行性。

2 吸附分离技术治理废气技术基础及过程气体吸附分离技术基础气体吸附分离技术是近年发展较快的一项新技术, 按照再生方式的差异常分为变压吸附法和变温吸附法两类:变压吸附(英文名称Pressure Swing Adsorption,简称为PSA)法提纯或分离单元是根据恒定温度下混合气体中不同组份在吸附剂上吸附容量或吸附速率的差异以及不同压力下组分在吸附剂上的吸附容量的差异而实现的,由于采用了压力涨落的循环操作,强吸附组份在低分压下脱附,吸附剂得以再生;吸附剂的使用寿命一般为十年以上,所以PSA过程基本是无原料消耗过程;变温吸附法或变温变压吸附法是根据待分离组份在不同温度下的吸附容量差异实现分离,由于采用温度涨落的循环操作,低温下的被吸附的强吸附组份在高温下得以脱附,吸附剂得以再生,冷却后可再次于低温下吸附强吸附组份。

2021年《国家先进污染防治技术目录(大气污染防治、噪声与振动控制领域)》

2021年《国家先进污染防治技术目录(大气污染防治、噪声与振动控制领域)》
烟气循环量25%~30%;烟气减排量约25%;CO减排约3kg/吨矿;燃料消耗量降低约5%。
烧结烟气源头减量,减排CO,降低燃料消耗量。
带式烧结生产线的节能改造和烟气综合治理。
推广技术
4
折叠滤筒除尘技术
基于超高效过滤材料、等距热熔绑带技术和金属骨架螺旋一体无痕技术制作的折叠滤筒,构建袋式除尘器,从而增大单位除尘器尺寸的过滤面积。含尘烟气进入除尘器后,经过折叠滤筒过滤,实现气固分离。
低浓度恶臭废气治理。
示范技术
二、噪声与振动控制领域
20
阵列式消声器
根据通风量、声源的频谱特性以及控制点的控制要求,考虑允许阻力损失、允许气流再生噪声等因素,在传播途径上阵列式设置规格一致的柱状吸声体,吸声体在宽度和高度方向上可灵活调整,选取最适合的阵列式消声器结构参数,达到噪声控制目标。
在通流面积为50%、有效长度为1m时,对白噪声或粉红噪声源的消声量≥20dB(A),对红噪声源的消声量≥13dB(A)。基于迎面风速的阻力系数约为2。
催化裂化再生烟气依次通过袋式除尘器、重力热管式烟气换热器和氢氧化钠水溶液吸收脱硫塔,完成除尘、降温和脱硫,再利用重力热管式烟气换热器回收的热量加热净烟气;脱硫废水经过塔内、塔外两级曝气氧化处理后排放。
净化后烟气颗粒物浓度<10mg/m3、SO2浓度<35mg/m3;脱硫废水中亚硫酸盐氧化为硫酸盐,COD排放浓度低。
NOx排放浓度<50mg/m3,氨逃逸<2.5mg/m3;脱硝反应温度220℃左右。
脱硝效率高,反应温度低。
钢铁烧结烟气脱硝。
推广技术
3
烧结烟气循环节能减排技术
引出风箱的部分高温、高氧和高CO浓度烧结烟气,经除尘后循环送回烧结料层,参与烧结过程。借助循环烟气与烧结料层的热交换、CO的二次燃烧和二噁英的高温分解,实现烟气和污染物总量减排的同时,回收利用烟气显热和CO燃烧放热,降低烧结燃料消耗,实现节能减排。

大气污染控制_吸附

大气污染控制_吸附

吸附设备的分类和特点
固定床吸附器主要优点:
结构简单、造价低、吸附剂磨损小
固定床吸附器主要缺点: 1)连续操作时需不断地周期性切换; 2) 需设置备用设备,增加总吸附剂用量; 3)吸附剂导热性差,操作时易出 现局部床层过热; 4)再生时不易加热升温和冷却降温; 5)热量利用率 低,压力损失较大。
吸附设备的分类和特点
(3)总吸附速率
1
Kyp
1
kyp
m
kxp
1
K xp
1
kxp
1
kyp m
Ky=mKx, m为y-x相图中平衡曲线的平均斜率
吸附设备的分类和特点
吸附设备:固定床、移动床、流化床。
固定床:吸附剂固定在某一部位上静止不动,应用最为广 泛。有立式、卧式、环式三种类型。
立式固定床吸附器: 优点:空间利用率高、不 易产生沟流和短路,装填 和更换吸附剂简单。 缺点:压降较大,气流通 过面积较小。 适用于:小气量、高浓度 气体的处理。
KL 0 K(L h)
D
4Q
u
m SLρb
b——吸附剂堆积密度,kg/m3;
为了避免装填损失,可多取5%-20%装 填量
练习
拟用活性炭吸附器回收废气中所含的三氯乙烯, 已知废气中三氯乙烯浓 度为11.5g/m3,流量为12700m3/h。已知活 性炭对三氯乙烯的静活性 为26.29%,其堆积密度为230kg/m3,假 设气体通过床层的速度为 20m/min,并假设死床层的厚度为0.15m。若要求吸附保护时间为 223min,求该吸附器的吸附剂用量(裕量取10%)?( )
气体的吸附净化-速率
(2)内扩散速率
式中,ddMtA
——单位时间内吸附质从固相外表面扩散至内表 面的质量,kg/m3﹒s;

环境保护中气体分离技术的研究

环境保护中气体分离技术的研究

环境保护中气体分离技术的研究随着人类社会的不断发展,环境问题日益凸显,环境保护变得越来越重要。

其中,气体污染是影响环境乃至人类生存健康的一个重要问题,如何有效地处理气体污染难题成为了环保领域的重要研究方向。

气体分离技术是处理气体污染的一个重要方法之一。

它是通过物理和化学方法对气体混合物进行分离吸附处理,使得单纯的气体被分离出来。

通常,气体分离技术主要有四种方式:吸附分离技术、膜分离技术、压力摩擦分离技术和凝聚分离技术。

吸附分离技术是指利用物质间的亲疏性差异,将某种成分吸附于固体上,以实现分离的过程。

这种方法的优点是可以对气体进行高效分离,并且可以重复使用多次。

不过其缺点是吸附剂寿命较短,需要经常更换。

膜分离技术是指利用特殊的半透膜对气体进行分离,不同气体通过膜时的速度和能量消耗也不同,从而分离出不同气体。

这种方式具有结构简单、操作容易等优点,因此被广泛应用于生产和环境领域。

压力摩擦分离技术是将气体分子在较大粗糙面上的反射、散射和排斥作用作为分离依据,实现不同气体组分的分离。

具有分离速度快、维护费用低等优点。

不过其缺点是处理量相对较小,适用范围有限。

凝聚分离技术则是利用不同气体的物理化学性质差异,通过温度和压力的调整,将气体逐渐液化,达到分离效果的过程。

这种方式可以对气态污染物进行有效处理,但处理过程较为复杂且能耗较大。

除了以上四种方式,还有很多其他较为复杂的气体分离技术,如吸附膜、超临界萃取、离子液体萃取等方法。

这些技术的应用需要根据具体情况进行选择。

在实际应用中,气体分离技术可以应用于各种环境保护领域,如废气处理、空气净化、饮用水净化等。

在现代化工生产中也有广泛的应用,如石油炼制、精细化学品生产等领域。

另一方面,气体分离技术也面临着很多科技挑战。

例如,如何提高气体分离的效率和精度、如何减少能耗、如何应对多种不同组分的混合气体等问题。

这些问题都需要需要科学家们继续深入研究和探索。

综上所述,气体分离技术是环境保护领域中非常重要的一个分支,其应用范围广泛、技术含量高,是一项非常值得深入研究的技术。

“常见”大气污染物的治理方法

“常见”大气污染物的治理方法

“常见”大气污染物的治理方法一、有机废气治理的常用方法1、冷凝回收法把有机废气直接导入冷凝器经吸附、吸收、解析、分离,可回收有价值的有机物,该法适用于有机废气浓度高、温度低、风量小的工况,需要附属冷冻设备,主要应用于制药、化工行业,印刷企业较少采用。

2、吸收法一般采用物理吸收,即将废气引入吸收液进行净化,待吸收液饱和后经加热、解析、冷凝回收;本法适用于大气量、低温度、低浓度的废气,但需配备加热解析回收装置,设备体积大、投资较高。

3、燃烧法(直接燃烧法和催化燃烧法)直接燃烧法:利用燃气或燃油等辅助燃料燃烧,将混合气体加热,使有害物质在高温作用下分解为无害物质;本法工艺简单、投资小,适用于高浓度、小风量的废气,但对安全技术、操作要求较高。

催化燃烧法:把废气加热经催化燃烧转化成无害无臭的二氧化碳和水;本法起燃温度低、节能、净化率高、操作方便、占地面积少、投资投资较大,适用于高温或高浓度的有机废气。

4、吸附法利用吸附剂的表面力把有机废气吸附在吸附剂表面,以净化生产过程中排出的废气。

常用的吸附剂有活性炭、硅胶、离子交换树脂等。

吸附法有直接吸附法法、吸附-回收法、新型吸附-催化燃烧法。

补充理由:环评中经常会遇见这类行业,如石油化工、制药、喷漆、制鞋、印刷等。

目前,国家对挥发性有机物(VOC)的防治比较重视。

二、恶臭废气治理常见方法恶臭物质有4000多种,其中对人体影响较大的八大恶臭物质是:硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫。

1、燃烧法采用将废气升温至800度以上,使废气中的有机成分燃烧分解的方法解决废气污染问题。

2、氧化法采用投加氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂将废气中的污染物分解,从而达到废气中产生恶臭的物质被分解成无机小分子,或转化成味小或转化成无味的物质,从而达到消除恶臭的目的,该法比较适合于浓度较低,具有特殊异味的废气治理工程中。

其缺点是净化效率不高,氧化剂投加量难以控制。

21大气污染控制除尘技术

21大气污染控制除尘技术

21大气污染控制除尘技术在一个日益工业化和城市化的社会中,大气污染成为了一个严重的环境问题。

大气污染不仅严重影响人们的身体健康,还对环境造成了巨大的破坏。

因此,控制大气污染成为了当今社会的重要任务之一。

在众多的大气污染控制技术中,除尘技术是其中关键的一部分。

除尘技术是指通过不同的方法和设备,将空气中的颗粒物过滤、分离或捕集,从而达到净化空气的目的。

下面将介绍21种常见的大气污染控制除尘技术。

1. 重力除尘器:利用重力将颗粒物分离出来,常见的应用于工业煤烟、炉渣等颗粒物的去除。

2. 惯性除尘器:利用颗粒物的惯性作用,使其与气流发生相对运动,从而将颗粒物分离出来。

常见的应用有汽车尾气净化。

3. 过滤除尘器:通过纤维材料或其他多孔材料来过滤颗粒物,如空气净化器中使用的HEPA过滤器。

4. 静电除尘器:利用静电场将空气中带电颗粒物捕集下来。

广泛应用于电子工业和医药行业。

5. 湿式除尘器:通过将颗粒物与水或其他液体接触,使颗粒物在液体中溶解或吸附,从而达到除尘的目的。

常见应用于煤矿和冶金行业。

6. 电除尘器:利用电场将气流中的颗粒物带电,然后通过电场力的作用使其沉积在收集电极上。

适用于高浓度、大气压下的颗粒物去除。

7. 解吸除尘器:采用固定床吸附技术,将废气中的颗粒物吸附在吸附剂上,然后通过升温等手段将其解吸出来。

8. 离子束除尘器:通过离子束的作用将颗粒物相对于气流带电并分离出来。

9. 蒸汽除尘器:通过向废气中添加蒸汽,使颗粒物在蒸汽的作用下溶解或吸附。

10. 燃料添加剂除尘器:通过添加燃料添加剂,使颗粒物在燃烧过程中发生化学反应,从而降低排放浓度。

11. 喷雾凝结除尘器:通过将凝结剂喷洒到废气中,使颗粒物与凝结剂结合并沉积下来。

12. 脉冲喷吹除尘器:通过周期性喷射压缩空气,将被捕集的颗粒物从滤袋中清除。

13. 声波除尘器:利用声波的机械振动作用使颗粒物脱附并沉降到集尘器内。

14. 空气分级除尘器:通过改变气流速度和方向,使颗粒物在不同空气流动级别中分离,达到除尘的目的。

气体吸附与分离技术的研究进展

气体吸附与分离技术的研究进展

气体吸附与分离技术的研究进展气体吸附与分离技术是近年来备受关注的一个研究领域,其应用广泛,例如在气体纯化、环境保护、能源、化学、医药等方面均有着重要的作用。

其研究进展也一直处在不断更新的状态,本文将通过介绍其研究现状和前景展示其发展趋势和未来应用方向。

1. 气体吸附与分离技术的基本原理气体吸附与分离技术是利用吸附材料对气体分子的选择性吸附,从而实现气体的分离和纯化的一种方法。

这种选择性吸附的基础是气体分子在吸附材料表面相互作用的力,通常有物理吸附和化学吸附两种形式。

其中,物理吸附是指分子与表面之间的范德华力或静电力相互作用,常见的吸附材料有活性碳、分子筛、多孔材料等;而化学吸附则是指分子与表面形成共价键或配位键的化学作用,常见的吸附材料有金属有机框架材料(MOF)等。

2. 气体吸附与分离技术的研究现状目前,气体吸附与分离技术的研究已经涉及到多个重要领域,例如环境保护、医药、能源等。

在环境保护方面,气体吸附与分离技术可以应用于有害气体的分离和治理,例如二氧化碳的捕集和处理、甲醛、苯等有害气体的去除等。

在医药方面,气体吸附与分离技术可以应用于医药分离、净化和气体治疗等方面。

在能源方面,气体吸附与分离技术可以帮助实现能源的高效利用和储存,例如天然气和煤炭气化后的气体分离和净化等。

为了实现气体的高效分离和纯化,研究人员不断尝试寻找更加高效的吸附材料。

近年来,金属有机框架材料成为研究的焦点之一,其主要特点是结构稳定、孔径可控、内部孔壁具有一定的官能团等,这使得金属有机框架材料在吸附和分离方面具有很高的潜力。

例如,一些金属有机框架材料能够很好地吸附和分离小分子气体,例如氧气、氮气等;而另一些金属有机框架材料则可以实现对大分子气体的有效分离,例如甲烷、丙烷等。

此外,还有一些新型吸附材料在研究中也表现出了很高的潜力,例如金属有机骨架材料、多孔聚合物、离子液体等,这些材料都具有较高的气体选择性和吸附容量,对于气体分离和纯化也有很好的应用前景。

《大气污染控制工程》第6章 吸附法净化气态污染物

《大气污染控制工程》第6章 吸附法净化气态污染物
分子层吸附 固体表面是不均匀的,各 化学中心的能量不相等; 吸附热随θ的增加而对数
下降。真实吸附 固体表面是不均匀的,各 化学中心的能量不相等; 吸附热随θ的增加而线性
下降。真实吸附
物理吸附。同朗格谬尔, 多层吸附
方程式型式
A
V Vm
KpA 1 KpA
A Bp1A/ n
A
1 f
ln(KpA )
p (c 1)p V (p0 p) Vmcp0
5
6
区,即吸附区、再生区、冷却
区。吸附、再生和冷却过程都
是连续进行的。
回转床吸附器
1-废气 2-净化气 3-解吸废气 4-再生热空气 5-冷却气6- 冷却废气
一、吸附装置
流动床吸附器
1-净化气 2-废气 3-过热蒸气 4-预热段 5-解吸蒸气 6-输送用空气 7-回收的有机物质 8-冷凝水
3.流动床吸附器 流动床吸附器的特点是
适用范围 物理吸附 与化学吸

同上
化学吸附
物理吸附
二、吸附速率
吸附过程: ➢ 外扩散(气体主体 外表面) ➢ 内扩散(外表面 内表面) ➢ 吸附
➢ 脱附 ➢ 内扩散(内表面 外表面) ➢ 外扩散(外表面 气体主体)
控制步骤:扩散阻力
吸附过程示意图
二、吸附速率
外扩散传质速率:
dqA
d
kYap (YA
[(z-za)ρsXT+zaρs(1-ƒ)XT ]
二、固定床吸附器计算
全床层饱和度:
S
达到破点时床层吸附的 吸附质的量 达到吸附平衡时床层吸 附的吸附质的总量
(z za )sXT za s (1 f )XT zsXT
z fza z
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气体吸附分离技术与大气污染防治
空气净化技术:1 前言
随着人类工业化程度的不断提高,人类向自己赖以生成的环境中排放的有害物质在不断地增多,保卫地球、保护我们生成的环境不再仅仅是一句危言耸听的口号,而是关系到我们子孙后代能否生存的刻不容缓的大事。

人类需要发展但更需要保护环境,如何保护好我们的环境是我们广大科技工作者共同关心的问题。

目前,工业生产给环境带来的主要污染物为工业、工业、废渣(即工业三废),其中工厂每天向大气中排放大量的各种各样的工业对人类的威胁极大,尽可能将污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。

对生态环境影响较大和人类威胁较大且绝对排放量较大的主要包括:(1)含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒气体;
(2)其它气体,开展关于减少这类有害废气的研究是非常有必要的,本文结合著者在这一领域已经开展的研究,讨论了用现代吸附分离技术净化这类气体的意义及工业开发的可行性。

2 吸附分离技术治理废气技术基础及过程
(1)气体吸附分离技术基础
气体吸附分离技术是近年发展较快的一项新技术, 按照方式的差异常分为变压吸附法和变温吸附法两类:(1)变压吸附(英文名称Pressure Swing Adsorption,简称为PSA)法提纯或分离单元是根据恒定温度下混合气体中不同组份在吸附剂上吸附容量或吸附速率的差异以及不同压力下组分在吸附剂上的吸附容量的差异而实现的,由于采用了压力涨落的循环操作,强吸附组份在低分压下脱附,吸附剂得以;吸附剂的使用寿命一般为十年以
上,所以PSA过程基本是无原料消耗过程;(2)变温吸附法(英文名称Temperature Swing Adsorption,简称为TSA)或变温变压吸附法(简称为PTSA)是根据待分离组份在不同温度下的吸附容量差异实现分离,由于采用温度涨落的循环操作,低温下的被吸附的强吸附组份在高温下得以脱附,吸附剂得以,冷却后可再次于低温下吸附强吸附组份。

确定是否采用吸附法分离的主要依据为待分离组分之间的吸附等温线,图1为待分离组分A (污染物)、B(非污染物)的在温度为t1或t2的吸附等温线所示:
对于污染排放物A如果与非污染组份B吸附容量差别较大,则可考虑PSA 技术(当然,有时动态吸附容量也是确定分离的一个依据,但在污染治理中很少涉及);对于常温(t1)下强吸附组份A不能良好解吸的分离,可考虑采用TSA或PTSA技术。

吸附分离技术采用的吸附剂通常为活性炭、硅胶、氧化铝等常规吸附剂或在吸附剂上附载不同贵金属的专用吸附剂,或者是开发不同孔径、不同微孔容积的专用吸附剂。

(2)吸附工艺过程循环的实现
PSA、TSA或PTSA 过程的连续运行通常是通过多个吸附器依靠阀门切换实现的,当某些塔在吸附时,其它的吸附器则处于再生等步骤;吸附饱和后的吸附剂需要再生时,其它已再生好的吸附器开始进入吸附步骤,如此实现循环操作。

下图为西南化工研究院实验开发成功的TSA净化并硝酸尾气中NOx的流程示意图。

3 工业废气来源及治理研究
随着工业化程度的不断提高,人为产生的空气污染物所占空气总污染物的比例在不断增加、对人类自身的危害在不断增大。

目前,排放空气污染物最多的工业部门有:石油与化学工业、冶金工业、电力工业、工业等等,下
面就工业排放的主要有害气体污染物NOx、SO2、P、CO、卤代烃、挥发性有机物(简称为VOC)等的吸附分离治理前景和可行性简要分析如下:(1)硝酸生产尾气、烟道气、石灰窑气等各种工业废气中的NOx
硝酸生产过程中要排放大量的硝酸尾气,其中含有NOx。

NOx不仅对人类、生物有剧毒,而且导致光化学烟雾的生成,其危害极大。

我国现有硝酸生产工厂50多家,硝酸尾气中NOx的浓度一般为500~5000 ppm,每年排入大气的NOx(以NO2计)约为6万吨。

如果能这些NOx,不仅控制了对环境的污染,同时可以增产硝酸,降低生产成本。

目前西南化工研究院已开展了硝酸尾气的吸附法治理工业性试验研究工作,实验证明了这种方法有相当的优越性。

研究表明,净化气中NOx浓度可控制在低于0.02%,对应尾气中NOx浓度从0.04%到0.8%,回收气中NOx 浓度变化范围可从0.8%至5%,可以返回系统生产硝酸。

对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术,西南化工研究设计院已开发成功,并申报国家。

对烟道气中氮氧化物的脱除,根据烟道气组成采用TSA 法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物的排放量。

(2)黄磷尾气净化和从黄磷尾气中提纯一氧化碳
我国每年生产黄磷40万吨,生产过程中每生产一吨黄磷会产生2500Nm3尾气,每年产生的尾气量达10亿Nm3,其主要成份为一氧化碳(约85%~90%),CO是一种易燃易爆有毒的气体,尾气中含有的P、S、As、F等及其化合物的有毒组分未经处理排放到大气中也将严重污染环境;同时CO又是一种重要的碳一化工原料,尾气中含有的P、S、As等易使催化剂中毒,所以有效处理黄磷尾气具有非常重要的意义。

近年来,国内外在净化黄磷尾气和开发黄磷尾气领域已开展了较多工作,其中西南化工研究院开展了尾气处理的动态吸附研究实验,取得了可循环操作的TSA净化流程,并结合自己的
CO提纯专有技术,已转让一套采用吸附法从黄磷尾气净化并提纯CO的工业装置。

(3)二氧化硫的控制
硫氧化物主要是二氧化硫,它是大气中数量最大、分布最广、影响最严重的环境污染物之一,目前控制的主要方法有:高烟囱稀释法、采用低硫燃料、排放废气等,近年在采用干法(吸附剂吸附法)、湿法技术领域开展了较多研究,工业化应用已很成熟。

吸附法脱除废气中的SO2又分为物理吸附法和化学吸附法,物理吸附时被选择性吸收的SO2可通过升温或降压解吸出来,化学吸附时吸附剂同时起催化作用,被吸附的SO2被废气中的氧氧化成SO3,后者在与水生成硫酸。

目前,国内关于采用吸附法净化SO2的报道多为实验研究报告。

(4)含三氯乙烯、三氯乙烷等卤代烃的排放废气净化
含卤代烃的废气净化目前较为成熟的技术是溶剂吸收或吸附法处理,如:(1)彩色显象管生产线清洗阴罩时挥发的三氯乙烷气体刺激人体粘膜,长期接触能使运动神经系统受损,无论从还是降低生产成本来看都必须回收利用。

航天总四院四十二所成功开发了应用活性炭纤维回收三氯乙烷,避免了环境污染,使用效果良好。

(2)在工业上应用很广的三氯乙烯,是对人体和环境都有较大危害的有毒污染物,含三氯乙烯工业废气排放前必须脱除其中超标含量的TCE,应用吸附法可有效控制排放尾气中三氯乙烯含量并回收其中的三氯乙烯,西南化工研究院在这方面开展了较多实验研究,并取得了良好的实验效果。

(5)含高沸点有机物的尾气净化
目前,采用吸附法净化、回收排放尾气中的有机组份的工业应用是比较成功的,采用的通常流程为TSA或PTSA流程,既可有效脱除有机污染物又可回收有用组份。

根据大量实验研究,西南化工研究院在已开发的多套PSA
装置的预处理装置中,成功地采用TSA、PTSA技术很好地解决含高沸点有机物的尾气净化,如苯、萘等的脱除。

(6)排放气中一氧化碳的脱除
CO是一种易燃易爆有毒的气体,未经处理排放到大气中将严重污染环境,所以严格控制排放气中CO含量是非常有意义。

目前,国内北京大学开发的13X分子筛载体的Cu(I)吸附剂、南京化工大学开发的稀土复合铜(I)吸附剂都是很好的CO吸附剂。

实验表明,采用PSA或TSA技术脱除CO是一种有效的手段,排放气中的CO可控制在1ppm以内。

(7)含氟排放废气的净化
含氟(主要为HF和SiF4)废气数量虽然不如硫氧化物和氮氧化物大,但其毒性较大,对人体的危害比SO2大20倍,因此工业生产排放气必须控制含氟化合物的排放量。

目前,HF回收通常生产冰晶石,尽管从理论上可采用吸附法结合其他化学法处理含氟废气,但目前国内应用PTSA回收含氟排放废气的工业装置尚未见报道。

(8)从富含甲烷气源中浓缩、回收甲烷
矿井瓦斯是在采煤过程中产生的,瓦斯气中含有25~45%的甲烷及其它一些组份,其热值仅2500kcal/m3左右,难以利用,通常排入大气,以致污染环境。

我国每年约有30亿m3瓦斯放空。

因此有效利用矿井瓦斯已成为一个热门课题。

西南化工研究设计院开始采用PSA技术从矿井瓦斯中浓缩甲烷的实验研究,可以把甲烷浓度从20%提高到50~95%,浓缩后的富甲烷气热值明显提高,可以作为优质燃料和化工原料。

(9)工业二氧化碳排放的控制
近年来,由于CO2排放量增加(每年以二氧化碳形式放入大气中的碳约为50亿吨),大气中二氧化碳已从工业污染时代的270ppm上升到近500ppm,大量二氧化碳在大气中的积聚引发全球的温室效应已经引起了人类的重
视。

从含CO2浓度较高的排放废气中回收CO2既解决了环境问题,又回收了有用组份,减少了资源浪费。

从富含二氧化碳的工业废气中回收二氧化碳这些工业废气主要有:石灰窑气(含二氧化碳28%~38%)、制氨和制氢装置副产气(含二氧化碳28%~99%)、烟道废气(含二氧化碳10%~18%)及脱碳再生气等。

通过提纯,产品二氧化碳的纯度可达99.5~99.99%,指标均可达到或超过二氧化碳食品添加剂国家标准(GB1917-80)。

(10)PSA富氧处理垃圾废气
随着化建设规模的不断扩大,每天产生的垃圾量激剧增加,目前主要采用空气燃烧的方式人类的垃圾,每天通过燃烧垃圾产生的大量含VOC有毒废气给环境造成极大的污染;如采用PSA技术从空气富集氧气(氧纯度可达到93%)替代空气处理城市垃圾,则大大降低了有毒废气的排放量。

结束语
随着对吸附分离研究机理的不断深入,结合其他化工处理技术,吸附分离技术必将在领域发挥越来越重要作用。

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