摘要：工業(yè)有機廢氣成分復雜,若不加以有效處理,直接排放會(huì )嚴重污染大氣環(huán)境,因此廢氣處理的重要性不斷凸顯。人們要根據實(shí)際需求運用相應的廢氣處理工藝,對處理效果進(jìn)行精細評價(jià),這樣才能不斷提升廢氣處理工藝水平。本文詳細地闡述了目前有機廢氣處理中常用的工藝,而后分析并評價(jià)了其處理效果。

隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)規模不斷擴大，雖然這極大地滿(mǎn)足了社會(huì )需要，但是工業(yè)發(fā)展面臨的環(huán)保壓力也日益加劇。在大氣污染物排放量與日俱增的現狀下，企業(yè)需要將自身發(fā)展與生態(tài)環(huán)境有機結合起來(lái)，從根本上提高廢氣處理效率。廢氣處理能效與工藝選擇聯(lián)系密切，不同廢氣的性質(zhì)和濃度存在較大差異，人們需要從經(jīng)濟性、應用屬性等方面選擇最優(yōu)廢氣處理工藝，從而進(jìn)一步提高廢氣處理質(zhì)量。

1  冷凝回收處理工藝

不同來(lái)源的廢氣的性質(zhì)和濃度存在差異，因此，工藝選擇逐漸成為廢氣處理中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。其中，高濃度廢氣大多在真空濃縮等環(huán)節產(chǎn)生，通過(guò)對該類(lèi)廢氣進(jìn)行研究不難發(fā)現，廢氣中含有大量有機溶媒，具有較為明顯的沸點(diǎn)。人們可以選擇低溫冷凝回收處理工藝，實(shí)際上，該工藝能效作用的發(fā)揮依托處理對象的物質(zhì)性質(zhì)。將廢氣置于低溫環(huán)境中，液體屬性就能在溫度作用下發(fā)生改變，在其平衡蒸氣壓下降的過(guò)程中，廢氣中的有機溶媒會(huì )大量分離出來(lái)，這樣不僅能夠合理縮減大氣排放量，更能回收利用有機溶媒。人們不難發(fā)現，冷凝回收處理工藝在實(shí)際應用階段流程化項目較少，操作簡(jiǎn)單，耗費的資源普遍不高，但是廢氣處理效果十分理想，這就為其在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應用帶來(lái)了基礎保障。

對冷凝回收處理工藝的應用效果進(jìn)行評價(jià)，首先需要進(jìn)行定量分析，一般情況下可以根據獲得的數值進(jìn)行計算，然后就能對處理工藝形成最客觀(guān)、精準的評價(jià)。在衡量蒸氣壓時(shí)，人們可以以方程式為基準，在溫度不同的環(huán)境下，可以將溫度數值帶入方程式中。此方程式中通常涵蓋純液體蒸汽分壓、方程式常數等細化要素，分別對廢氣中溶媒的體積分數、冷凝后尾氣中的體積分數進(jìn)行設定。計算后，人們就能獲得干基含量，再根據工藝處理流程對核定數值進(jìn)行一一計算，不斷帶入方程式，就能確定廢氣回收率。

根據冷凝回收處理工藝的計算結果，人們就能確定其廢氣處理效率。實(shí)際上，在有機溶媒沸點(diǎn)高的情況下，如果設定冷凝溫度是一致的，那么經(jīng)過(guò)處理的尾氣中溶媒總量就會(huì )相對下降，這就能夠大大提高溶媒回收效果，其總量與同比相較普遍增高。有機溶媒對溫度的要求并不高，如果將冷凝溫度設定在-15℃以下，溶媒基本都能被回收，僅剩不到10%。不同物質(zhì)的物理特性存在差異，這就使得不同物質(zhì)對溫度的要求大不相同，例如，甲醇、乙醇等，在-5℃以下的冷凝環(huán)境下就能達到最佳回收效果。因此，在減少大氣排放的過(guò)程中，該工藝的能效作用顯著(zhù)。

雖然在冷凝回收處理工藝應用階段，溶媒回收效率較高，但是在達到最佳處理溫度時(shí)，尾氣中所剩的溶媒含量仍舊與大氣排放標準存在一定差異。也就是說(shuō)，在此種環(huán)境下，降廢氣直接排放是不符合規定的，也會(huì )造成大氣污染問(wèn)題。如果采取繼續降低冷凝溫度的方法來(lái)回收溶媒，會(huì )導致動(dòng)力指標大大削減，尾氣中的水蒸氣也會(huì )受到低溫直接影響，出現結霜等問(wèn)題。這就需要調整處理工藝的方向及形式，應用干式真空泵對溶媒進(jìn)行回收，因為干式真空泵排出的廢氣中水分較少，與低溫冷凝處理工藝對比，其優(yōu)勢作用為明顯。

現階段，廢氣處理工藝中涵蓋的工藝類(lèi)型具有一定的多樣化特點(diǎn)。其中，冷凝回收處理工藝從綜合方面來(lái)看，應用效果較好，不僅不會(huì )耗費較多資源和資金，所需設備也較少，操作簡(jiǎn)單，在對廢氣進(jìn)行處理時(shí)產(chǎn)生的溶媒也能夠回收利用。處理期間，設備運行不需要投入大量資金，在廢氣處理過(guò)程中，企業(yè)可以依托回收后的溶媒增加經(jīng)濟收入。研究發(fā)現，該方法對有機物含量高的廢氣處理效果較為理想，能夠實(shí)現對溶媒的大量回收，廢氣處理效果較為理想。相對地，如果廢氣的有機物含量較少，溶媒回收量就會(huì )大大縮減，而廢氣處理能效也會(huì )受其影響，呈現下降趨勢，因此，在應用冷凝回收處理工藝的前期階段，應當對廢氣中有機物含量進(jìn)行衡量，通過(guò)方程式對廢氣回收率進(jìn)行計算，如果確定廢氣中有機物含量較少，就并不適宜應用冷凝回收處理工藝。

2  水吸收處理工藝

部分廢氣的物理性質(zhì)使得其能夠與水融合，該種廢氣就可以應用水吸收法進(jìn)行處理。在水吸收處理工藝實(shí)際應用階段，物理及化學(xué)吸收是其工藝能效發(fā)揮的關(guān)鍵點(diǎn)，如果廢氣中有機物質(zhì)的性質(zhì)較為穩定，不易發(fā)生性質(zhì)變化，就可以應用物理吸收方式對廢氣進(jìn)行處理。一般情況下，能夠與水相溶的有機物質(zhì)存在較多類(lèi)型，人們在實(shí)際應用中需要結合物質(zhì)特性進(jìn)行判斷。水吸收法的應用主要依托于氣體吸收的雙膜理論，實(shí)際上，在氣相側和液相側的兩個(gè)范疇中都涵蓋與之對應的氣膜及液膜。在對廢氣進(jìn)行處理時(shí)，吸收有機物質(zhì)必然會(huì )產(chǎn)生相應阻力，而膜就是形成阻力的主要物質(zhì)，當氣體被吸收并經(jīng)由兩個(gè)膜傳遞后，液相主體就會(huì )被逐一吸收，這一階段也會(huì )產(chǎn)生最大吸收值，當汽液一致后，人們根據恒定數值就能衡量吸附用水量。

在水吸收工藝應用階段，進(jìn)入不同范疇后都會(huì )產(chǎn)生相應數值，在利用不同的公式對其進(jìn)行逐一、完善的計算后，人們就可以確定最佳吸收標準。一般情況下，在溫度保持9℃時(shí)，針對可溶性較強的有機物質(zhì)進(jìn)行吸收，人們應當衡量水排放濃度，保證工藝應用中涵蓋的各項指標都能達到預期標準，以有效提高廢氣處理效率。通過(guò)對實(shí)際處理能效進(jìn)行對比可以發(fā)現，以相同規格的有機廢氣為主體，水吸收法的處理效果明顯高于冷凝回收處理工藝，有機溶媒的濃度也有所下降。因此，在9℃水吸收環(huán)境下，易溶有機物在水吸收處理工藝中更加便于吸收，相對地，該工藝的能效作用明顯強于冷凝回收處理工藝。

在有機廢氣排放濃度一致的情況下，吸收劑溫度與介質(zhì)在水中的平衡度存在直接聯(lián)系。簡(jiǎn)單地說(shuō)，如果吸收劑溫度低，介質(zhì)在水中的平衡度濃度就高，使得吸收劑應用量合理縮減;如果吸收劑溫度高，介質(zhì)在水中體現的平衡度就會(huì )下降，這會(huì )導致吸收劑耗用量增加。例如，在25℃以下的溫度環(huán)境中，如果完成處理的有機廢氣符合排放標準，其在水中就會(huì )形成相應穩定的平衡濃度，以相應標準為核心對其進(jìn)行衡量，當水對有機物進(jìn)行吸收時(shí)，只能吸取標準部分的有機物，而剩余的水就需要進(jìn)行再生處理或直接排放。

實(shí)際上，在水吸收處理工藝應用階段，氣體在液相環(huán)境中的濃度并不能與相平衡時(shí)保持一致，水吸收處理工藝的能效作用要比預期目標低。因此，在對有機廢氣進(jìn)行處理時(shí)，如果僅以水吸收方法為主體，雖然排出的廢氣能夠達到排放標準，卻會(huì )耗費較多水資源。以技術(shù)水準來(lái)說(shuō)，其應用效果良好，但是綜合技術(shù)來(lái)看，其能效作用稍顯遜色。在水溶質(zhì)環(huán)境下，水吸收法更加適用于處理有機廢氣，尤其是沸點(diǎn)低、水溶性強的有機廢氣，無(wú)論是有機物回收還是有機物濃度，水吸收法的能效作用都明顯強于冷凝回收工藝。但是，這并不代表其他沸點(diǎn)高的有機廢氣也能在水吸收法中得到高效分解，其處理能效與冷凝回收工藝相比應用優(yōu)勢也會(huì )有所弱化。如果廢氣處理只應用這一種方法，雖然處理效果能夠達到排放標準，但是能源消耗量普遍較大，這就需要結合實(shí)際情況應用與之協(xié)調的處理工藝。

3  吸附處理工藝

吸附作用分為物理吸附和化學(xué)吸附兩種。物理吸附主要是由范德華引力而引起的，因此選擇性差。越易液化的氣體越容易被吸附，物理吸附過(guò)程與氣體的液化相似，吸附熱在數值上也與冷凝熱相近，可以看作氣體在吸附劑表面的凝聚。物理吸附可以很方便地脫附，通過(guò)改變操作的壓力或者溫度，從而將被吸附的物質(zhì)脫附下來(lái)?；瘜W(xué)吸附是指被吸附的物質(zhì)在吸附劑表面形成化學(xué)鍵，吸附作用選擇性強，吸附熱與化學(xué)反應熱相當，但是脫附困難。在廢氣處理工藝中，人們主要利用物理吸附作用。

廢氣經(jīng)阻火器和氣流分布器進(jìn)入吸附床，廢氣中的有機成分被吸附劑吸附，尾氣經(jīng)風(fēng)機高空排放。當吸附劑接近飽和后，通入水蒸氣或其他熱源氣脫附，由于吸附劑的富集作用，脫附氣中有機物含量比處理前廢氣中有機物的濃度大幅度提高，因此具有一定的回收價(jià)值。脫附氣可經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝后進(jìn)入分層罐，如果有機物不溶于水，如甲苯等則冋收油層;若溶于水，如乙醇等則去溶媒回收塔進(jìn)一步回收處理。脫附氣也可以經(jīng)過(guò)催化燃燒床(鈀或者鉑催化)燃燒生成無(wú)毒的廢氣排放，燃燒過(guò)程產(chǎn)生的熱量加熱解吸用熱空氣。目前，常用的活性炭和碳纖維吸附劑對常見(jiàn)的制藥行業(yè)有機溶媒的吸附容量在100~400g/kg，吸附容量比較大，如果設計合理，吸附后尾氣中有機物的含量可以控制在100mg/m3以下，可以實(shí)現達標排放。

4  結論

處理高濃度有機溶媒廢氣，低溫冷凝是一種有效的方法，該方法具有設備投資少、動(dòng)力消耗低、操作簡(jiǎn)單、回收效率高等優(yōu)點(diǎn)，減排的同時(shí)還能回收數量可觀(guān)的溶媒，綜合效益好。水吸收法在處理低沸點(diǎn)、易溶于水的有機廢氣時(shí)具有一定優(yōu)勢，但是在吸收過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生二次污染物——廢水。分析以上有機廢氣處理工藝后，人們不難發(fā)現，其處理能效明顯與預期目標難以相符，針對低濃度廢氣可以應用吸附處理工藝進(jìn)行再次處理，確保處理后的廢氣指標能夠達到排放標準。