安徽重生環(huán)保工程技術(shù)有限公司：吸收法處理**廢氣的常用方法—化學吸收的技術(shù)概況及其相關(guān)設(shè)備產(chǎn)品

時間：2020-03-25作者：安徽重生環(huán)保工程技術(shù)有限公司瀏覽：144

導讀：**揮發(fā)性廢氣在治理時，吸收法是常用的方法之一，尤其是化學吸收。
01 技術(shù)概述
1.1?化學吸收原理
化學吸收法的機理是用液體處理氣體中的污染物的方法，使廢氣與液體緊密接觸，氣體混合物中的一種或多種組分溶解于液體中，或者與液體中的組分進行選擇性化學反應，從而將物質(zhì)從氣相中分離出來。吸收質(zhì)與吸收劑或液相中的某種活性組分發(fā)生化學反應即是化學吸收。化學吸收基于的基本理論是雙膜理論。雙膜理論描述了吸收過程是一個相際傳質(zhì)過程，即溶質(zhì)先從氣相主體擴散到氣液界面，穿過界面，再向液相主體擴散。
雙膜理論的基本要點是：

（1）相接觸的氣、液兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)附近各有一層很薄的穩(wěn)定的氣膜或液膜，溶質(zhì)以分子擴散方式通過此兩膜層。
（2）界面上的氣、液兩相呈平衡。相界面上沒有傳質(zhì)阻力。
（3）在膜層以外的氣、液兩相主體區(qū)無傳質(zhì)阻力，即濃度梯度(或分壓梯度)為零。
1.2?化學吸收優(yōu)缺點
1.2.1 優(yōu)點（1）化學吸收提高了吸收的選擇性；（2）化學吸收加快吸收速率，從而減小設(shè)備容積；（3）化學吸收增加了溶質(zhì)在液相的溶解度，減少吸收劑用量；（4）化學吸收降低了溶質(zhì)在氣相中的平衡分壓，可較徹底地除去氣相中很少量的有害氣體。1.2.2 缺點（1）化學吸收流程較長；（2）設(shè)備較多；（3）操作較復雜；（4）吸收劑價格較貴；（5）吸收劑再生困難；（6）能耗和化學品消耗較大。
1.3?化學吸收的應用情況
化學吸收法處理VOCs廢氣的典型工藝流程是：含VOCs的氣體由底部進人吸收塔，在上升的過程中與來自塔**的吸收劑逆流接觸，吸收液與吸收質(zhì)發(fā)生選擇性化學反應，被凈化后的氣體由塔**排出。吸收了VOCs的吸收劑通過熱交換器后，進人汽提塔**部，在溫度**吸收溫度或（和）壓力**吸收壓力時得以解吸，吸收劑再經(jīng)過溶劑冷凝器冷凝后進人吸收塔循環(huán)使用。解吸出的VOCs氣體經(jīng)過冷凝器、氣液分離器后以純VOCs氣體的形式離開汽提塔，被進一步回收利用。該工藝適用于VOCs濃度較高、溫度較低和壓力較高的場合。其他情況下需要做相應的調(diào)整。對于化學吸收，其作為前處理工藝或后處理工藝，在很多產(chǎn)生揮發(fā)性**廢氣的場合均可應用，如下：（1）噴漆廢氣：主要成分為丙酮、丁醇、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等揮發(fā)性**化合物，主要產(chǎn)生于油漆噴涂等表面處理企業(yè)。（2）塑料、塑膠廢氣：主要成分為塑料、塑膠等粒子受熱加工過程中揮發(fā)出來的聚合物單體，因塑料、塑膠組成成分較為復雜，廢氣中主要含乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯晴和丁二烯等烯烴類塑料聚合物單體，但濃度普遍較低、風量大。涉及企業(yè)主要有塑料造粒企業(yè)、化纖生產(chǎn)企業(yè)、注塑企業(yè)、橡膠生產(chǎn)企業(yè)等。（3）定型廢氣：主要成分為其主要成分為醛、酮、烴、脂肪酸、醇、酯、內(nèi)酯、雜環(huán)化合物、芳香族化合物。涉及的企業(yè)主要為染整企業(yè)、化纖生產(chǎn)企業(yè)。（4）化工**廢氣：主要由化工企業(yè)排放產(chǎn)生，廢氣成分同化工企業(yè)設(shè)計生產(chǎn)的化工產(chǎn)品種類有較大關(guān)系。
（5）印刷廢氣：主要成分為油墨中揮發(fā)出來的甲苯、非甲烷類總烴、乙酸乙酯、乙醇等。涉及的企業(yè)主要為含有油墨印刷工序的企業(yè)，主要如包裝品、印花等公司。
（6）2.相關(guān)設(shè)備和產(chǎn)品
2.1設(shè)備（產(chǎn)品）分類概述
關(guān)于化學吸收法，設(shè)計時通常要決定：合理的工藝、適宜的吸收劑、吸收設(shè)備等，吸收劑的選取和吸收設(shè)備的選擇時化學吸收法的關(guān)鍵。通常吸收劑根據(jù)吸收質(zhì)的不同，可選取酸性溶液、堿性溶液、**化學品等。吸收設(shè)備也有表面吸收器、鼓泡式吸收器和噴灑式吸收器。常見的吸收塔有填料塔、噴淋塔、文丘里吸收器等。還有一些其他輔助設(shè)備設(shè)施，如填料、除霧器等。對于吸收工藝、吸收劑和吸收設(shè)備的選擇，需遵循一定的原則和要點。
2.1.1 吸收工藝的選擇原則（1）對混合VOCs含氯化氫、硫酸霧等酸性成分，但濃度不高時，采用堿吸收填料塔、板式塔作為預處理。（2）混合VOCs含氨氣等堿性成分，但濃度不高時，采用酸吸收填料塔作為預處理。（3）VOCs含有醇類等易溶于水的組分，一般采用水吸收填料塔進行預處理。（4）若VOCs無機酸堿成分濃度較高，排放量大，一般在酸堿中和吸收之前用降膜吸收器進行回收處理，用水作為吸收劑。（5）若VOCs含漆霧，粉塵等，要**行漆霧預處理，粉塵采用除塵器、分離器或者過濾器進行預處理。（6）若VOCs含大量水蒸氣，要先通過急冷塔或者冷卻塔進行預處理。
2.1.2 化學吸收劑選擇原則對于化學吸收，吸收劑的選擇，直接關(guān)系吸收效率的高低，是成為決定吸收操作效果是否良好的關(guān)鍵。因此在選擇吸收劑時應考慮以下幾個方面的問題：（1）提高吸收速度、增加吸收效率。（2）減少吸收液用量與設(shè)備尺寸。（3）對有害物組分的溶解度要大，其他組分盡量小。（4）為了減小吸收液的損失，其蒸氣壓應盡量低。（5）為了減少設(shè)備投資，盡量不采用腐蝕性介質(zhì)。（6）粘度要低，比熱不大，不起泡。（7）盡可能無毒、難燃、并且化學穩(wěn)定性好，冰點要低。（8）來源充足，價格低廉，就地取材，易再生重復使用。（9）使用中有利于有害組分的回收利用。（10）吸收堿性氣體常用酸性吸收劑，如；對于酸性氣體，常用堿性溶液吸收，如常用：**，氫氧化鈣，氨水，碳酸鈉；輕烴、焦化類氣體（苯、甲苯、二甲苯、萘）多用洗油作吸收劑，如洗油吸收苯、瀝青煙、焦化廢氣；聚乙醇醚、冷甲醇、二乙醇胺等做吸收劑吸收硫化氫、二氧化碳等。
2.1.3吸收設(shè)備的設(shè)計原則（1）根據(jù)被吸收氣體、吸收液、吸收塔型式和要求的吸收效率，應選擇經(jīng)濟合理的空塔氣速。（2）吸收塔的高度應能保證氣液有足夠的有效接觸時間。（3）對于易吸收的氣體宜取小的液氣比，不易吸收的氣體宜取較大的液氣比，特別難吸收的氣體或一些特殊場合，宜采用大的液氣比。（4）吸收塔的氣體出口處應設(shè)置除霧裝置。（5）吸收塔的氣體進口段應設(shè)氣流分布裝置。（6）吸收液噴淋效果應均勻，防止溝流和壁流現(xiàn)象的發(fā)生。（7）操作穩(wěn)定并有合適的彈性。（8）結(jié)構(gòu)簡單，制造維修方便，造價低廉。（9）吸收裝置的設(shè)計應符合HJ/T387的規(guī)定。
2.1.4 吸收設(shè)備的選擇要點（1）若氣液反應速度非常快，可以**選用噴淋塔、填料塔等；（2）若反應較快，熱效應大時，也可以考慮采用篩板吸收塔；（3）若反應物濃度高，可選用文丘里或噴霧塔洗滌器；（4）當氣液傳質(zhì)速度慢時，需要提供大量的液體，此時采用鼓泡塔，也可采用大的液氣比的方法選擇其他塔型；（5）在吸收容易又產(chǎn)生固體時，宜選用內(nèi)部構(gòu)件少、阻力小、壓降小的設(shè)備，如潑水輪吸收室等；（6）在達到吸收要求的前提下，盡可能選用結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、容易操作的設(shè)備。在常見的吸收設(shè)備中，按結(jié)構(gòu)的復雜程度依次排序為：噴淋塔、板式塔、填料塔。
2.1.5 吸收設(shè)備的運行管理（1）選擇和掌握適當?shù)目账馑俣忍盍纤?.5~2m/s，板式塔、噴淋塔為2m/s以上，湍球塔為4m/s左右。填料塔操作時不能產(chǎn)生“液泛”，板式塔不能產(chǎn)生“噴塔”，湍球塔不能產(chǎn)生“短路”等?？账馑僭礁咛幚砟芰υ酱?，但塔高也必須越高，要考慮氣液接觸時間。高的空塔氣速會造成嚴重的霧沫夾帶，這將給除霧器增加負擔，也有**標的危險。（2）控制好液氣比液氣比增大，氣液傳質(zhì)速率大，從而污染物的去除效率增大。在工程中，允許的較小氣液比有吸收塔的運行特性決定。（3）其他控制和調(diào)整吸收液濃度、PH值、注意系統(tǒng)的防垢和堵塞、溫度、壓力、密封、泄漏等，同時兼顧能耗。
2.2.1吸收設(shè)備
2.2.1.1 填料塔填料塔的典型結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。它由外殼、填料、填料支承、液體分布器、中間支承和再分布器、氣體和液體進出口接管等部件組成，塔外殼多采用金屬材料，也可用塑料制造。填料是填料塔的**，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機械強度、密度小、價格低廉等。常用的填料有拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、弧鞍形和矩鞍形填料，20世紀80年代后開發(fā)的新型填料如QH—1型扁環(huán)填料、八四內(nèi)弧環(huán)、刺猬形填料、金屬板狀填料、規(guī)整板波紋填料、格柵填料等，為**的填料塔設(shè)計提供了基礎(chǔ)。填料塔適用于快速和瞬間反應的吸收過程，多用于氣體的凈化。?
填料塔運行穩(wěn)定，操作時，一般要求空塔氣速通常為0.5～1.2m/s，氣速過大會形成液泛，噴淋密度6～8m3/(m2/h)以保證填料潤濕，液氣比控制在1～10L/m3，?填料塔具有結(jié)構(gòu)簡單、便于制造，氣液接觸良好，壓降較小等優(yōu)點。缺點是易結(jié)垢，當煙氣中含有懸浮顆粒時易堵塞，清理檢修時填料損耗大。填料塔不宜處理含塵量較大的煙氣，設(shè)計時應克服塔內(nèi)氣液分布不均的問題。
2.2.1.2 噴淋塔用噴嘴將液體噴射成為許多細小的液滴，以增大氣象與液相的接觸面，完成傳質(zhì)過程。比較典型的設(shè)備是空心噴灑吸收器和文丘里吸收器。噴淋塔的結(jié)構(gòu)見圖2.2。在吸收器中，氣體通常是自下而**動，而液體則是由裝在塔**的噴射器呈喇叭狀噴灑。當塔體比較高時，可將噴灑器分層放置，也可以采用組合噴灑方式。空塔吸收器結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，阻力小，效率較高。
2.2.1.3文丘里管吸收器文丘里管吸收器是目前高效率吸收器之一。通常用在高溫煙氣的降溫和除塵上，也用在有有害體的洗滌上，其結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。它是由收縮管、喉管和擴散管組成的。文丘里管吸收器通常由文氏管、噴霧器和旋風分離器組成，操作時將液體霧化噴射到文氏喉管的氣流中，氣流速度為60～100m／s，處理100m3／min的廢氣需液體霧化噴人量為40L／min。文氏管吸收器結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣液接觸好、傳質(zhì)較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。但因氣液并流，氣液接觸時間短，不適合難溶或反應速度慢的氣液吸收，而且壓力損失大(800～9000h)，能耗高。
2.2.1.4 板式塔板式塔是在塔內(nèi)裝有一層層的塔板，液體從塔**進入。氣體從塔底進入，氣液的傳質(zhì)、傳熱過程是在各個塔板上進行。板式塔種類很多。大致可分為二類：一類是降液管式，如泡罩塔、篩孔板塔、浮閥塔、S形單向流板塔、舌形板塔、浮動噴射塔等；另一類是穿流式板塔，如穿流柵孔板塔(淋降板塔)、波紋穿流板塔、菱形斜孔板塔、短管穿流板塔等。以下簡單介紹篩孔板塔和斜孔板塔。篩孔板塔：篩孔直徑一般取5～10mm，篩孔總面積占篩板面積的10％～18％。為使篩板上液層厚度保持均勻，篩板上設(shè)有溢流堰，液層厚度一般為40mn左右，篩板空塔風速約為1.0～3.5m/s，篩板小孔氣速6～13m/s，每層篩板阻力300～600Pa。篩孔板塔主要優(yōu)點是構(gòu)造簡單，處理風量大，并能處理含塵氣體。不足之處是篩孔堵塞清理較麻煩，塔的安裝要求嚴格，塔板應保持水平；操作彈性較小。斜孔板塔：斜孔板塔是篩孔板塔的另一形式。斜孔寬10～20m，長10～15mm，高6mm?？账饬魉俣纫话闳?～3.5m/s，篩孔氣流速度取10～15m/s。氣體從斜孔水平噴出，相鄰兩孔的孔口方向相反，交錯排列，液體經(jīng)溢流堰供至塔板(堰高30mm)，與氣流方向垂直流動，造成氣液的高度湍流，使氣液表面不斷較新，氣液充分接觸，傳質(zhì)效果較好，凈化效率高，同時可以處理含塵氣體，不易堵塞，每層篩板阻力約為400～600Pa。該塔結(jié)構(gòu)比篩孔板塔復雜，制造較困難，安裝要求嚴格，容易發(fā)生偏流。?????圖2.4所示的是一種錯流型的篩板塔結(jié)構(gòu)。在截面為圓形的塔內(nèi)，沿塔高裝有多層篩板。篩板上開有2～15mm的小孔，開孔率一般為6%～25%。操作時，氣體從下而上經(jīng)篩孔進入篩板上的液層，形成鼓泡層，氣、液在鼓泡層內(nèi)完成傳質(zhì)過程后進入上一層；吸收液在篩板上交錯流動，這樣氣液進行逐級的多次接觸。
2.2.1.5 湍球塔湍球塔結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。它是填料塔的一種特殊形式，運行時塔內(nèi)填料處于運動狀態(tài)，以強化吸收過程。在塔內(nèi)柵板間放置一定數(shù)量的輕質(zhì)小球填料，吸收劑自塔頂噴下，濕潤小球表面，氣體從塔底進入，小球被吹起湍動旋轉(zhuǎn)，由于氣、液、固三相充分接觸，小球表面液膜不斷較新，增加了吸收推動力。提高了吸收效率。湍球塔采用的小球通常由不銹鋼、聚乙烯、聚丙烯或發(fā)泡聚苯乙烯等塑料制作，小球直徑有25mm、30mm、38mm等幾種規(guī)格，當塔的直徑大于200mm時，填料的靜止床層高度控制在0.2～0.3m。湍球塔也常常設(shè)計成多層結(jié)構(gòu)。操作時，該塔處理風量較大，空塔氣速1.5-6.0m/s，噴淋密度20-110m3/(m2/h)，壓力損失1500-3800Pa，而且還可處理含塵氣體。湍球塔的優(yōu)點是氣流速度高，處理能力大，設(shè)備體積小，吸收效率高，不易被固體顆粒堵塞，可用于含塵量較高的煙氣處理。它的缺點是壓降大，塑料小球不能承受高溫，使用壽命短，需經(jīng)常更換。
2.2.2 吸收器附件
2.2.2.1支撐板
支撐板起作著支撐填料或者球體的作用。它可以是柵板或者是孔板。一般需滿足以下幾個條件：足夠的強度、要有一定的腐蝕性、要保證一定的開孔率等。圖2.6為一系列支撐板型式。
2.2.2.2液體分布裝置
在填料塔和噴淋塔等吸收塔內(nèi)部，為保證從塔**引入的液體能均勻的分布在整個塔的截面上，通常要設(shè)置液體分布裝置。常見的液體分布裝置有管式噴淋器、蓮蓬式噴灑器、盤式噴灑器等。圖2.7為液體分布裝置。
2.2.2.3液體再分布裝置
使用填料塔時，液體沿填料層下流時，往往由于塔壁處阻力較小而有逐漸向塔壁處集中的趨勢。這樣，沿填料向下距離愈遠，填料層中心的潤濕程度就愈差，形成了所謂“干椎體”的不正?，F(xiàn)象，減少了氣液兩相的有效傳質(zhì)面積。因此每隔一段距離必須設(shè)置液體再分布裝置。圖2.8為液體再分布裝置。常用的再分布器是截錐式再分布器。
2.2.2.4 氣體分布器
吸收塔的氣體進口通常設(shè)氣體分布裝置。常見的方法是使進氣管伸直塔的中心線位置，管段為45o向下的切口或向下的缺口。對于大塔，管的末端可以制成向下的喇叭形擴大口，或進氣管制成的多孔盤管式。圖2.9為氣體分布器。
2.2.2.5除霧器
在吸收塔塔**，需設(shè)置能去除被氣體夾帶的液體霧滴。常用的除霧裝置有折板除霧器、填料除霧器、絲網(wǎng)除霧器、旋流板除霧器等。除霧器的選用主要應根據(jù)塔**氣體的霧沫夾帶量和工藝條件的允許程度而定。


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  導讀：**揮發(fā)性廢氣在治理時，吸收法是常用的方法之一，尤其是化學吸收。 01 技術(shù)概述 1.1 化學吸收原理 化學吸收法的機理是用液體處理氣體中的污染物的方法，使廢氣與液體緊密接觸，氣體混合物中的一種或多種組分溶解于液體中，或者與液體中的組分進行選擇性化學反應，從而將物質(zhì)從氣相中分離出來。吸收質(zhì)與吸收劑或液相中的某種活性組分發(fā)生化學反應即是化學吸收?；瘜W吸收基于的基本理論是雙膜理論。雙膜理論描述了

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