山東藍(lán)馳乳化液技術(shù)對(duì)VOCs廢氣的吸收及其工藝過(guò)程介紹

1、山東藍(lán)馳乳化液技術(shù)對(duì)VOCs廢氣的吸收及其工藝過(guò)程介紹一、項(xiàng)目研發(fā)背景隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展與壯大，越來(lái)越多的固、液、氣體廢棄物大量排 放，尤其是鑄造、鍋爐、橡膠、輪胎、化工、制藥、油漆、煙草、汽車(chē)、軍工等基 礎(chǔ)、重點(diǎn)行業(yè)的生產(chǎn)，大量有害氣體排放到大氣中，導(dǎo)致日益嚴(yán)重的霧霾，給人類(lèi) 社會(huì)造成不容忽視的危害，引起全世界各個(gè)國(guó)家的高度重視。因此，有害氣體，特 別是揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）的治理與減排技術(shù)也上升為世界性難題！目前我國(guó)政府有關(guān)部門(mén)對(duì)有害氣體排放、霧霾等大氣污染高度重視，作出停產(chǎn)、 限產(chǎn)、監(jiān)督治理、分區(qū)劃片、出臺(tái)政策、建章立法等等一系列行為措施，引起了社 會(huì)各界的不同凡響。在目前

2、形勢(shì)下，國(guó)家對(duì)企業(yè)排放的揮發(fā)性有害氣體（VOCs）的 治理已迫在眉睫，企業(yè)不配合治理、不作為就涉嫌違法，面臨停產(chǎn)、關(guān)門(mén)等尷尬局 面。二、有害氣體成分揮發(fā)性有害氣體（VOCs）包含的物質(zhì)成分一般有：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、 三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二異氤酸酯、二異氤甲苯酯、三甲胺、醇類(lèi)化合 物、氨、一氧化碳、氮氧化物、硫化物等。根據(jù)有害氣體的化學(xué)成分不同，應(yīng)采用 適宜有效地處理工藝與設(shè)備。三、目前國(guó)內(nèi)外有害氣體處理常用方法解析（1）活性炭法：是利用活性炭對(duì)分子鏈較大的分子、粉塵顆粒的較強(qiáng)吸附作用 力進(jìn)行有害氣體分子吸附處理的。在吸附面積與氣體量比值較大的條件下，具有較 好的吸附處理效果，

3、一般用于廢氣量小、流速低、緩慢處理的封閉場(chǎng)合。對(duì)于工業(yè) 生產(chǎn)車(chē)間廢氣量大、流速高、及時(shí)處理的情況下，活性炭法具有以下缺點(diǎn)：吸附慢 或來(lái)不及，影響處理效果；要求吸附面積大，設(shè)備龐大，設(shè)備投資高；吸附飽和快， 飽和后失去對(duì)VOC吸附作用，也就失去處理效果；飽和后需要活化處理或停產(chǎn)更換， 運(yùn)行費(fèi)用高，而且活化產(chǎn)生二次污染。目前采用本方法的生產(chǎn)廠家一般不再使用或 達(dá)不到理想效果，這種方法目前往往不被接受。（2）燃燒法:是利用燃料的火焰直接焚燒有害氣體，使有害氣體分子轉(zhuǎn)化成無(wú)污 染的二氧化碳和水分子，達(dá)到處理的目的。燃燒法是有效的方法，經(jīng)常被國(guó)內(nèi)外大 公司采用，尤其是靠燃燒獲得熱能的公司（順便將有害氣體

4、燃燒處理）普遍采用。 對(duì)于不使用燃燒熱能的生產(chǎn)車(chē)間，燃燒法面臨的最大問(wèn)題是：由于被收集的氣體其 有害物質(zhì)的含量極低，大部分是自由空氣，風(fēng)量較大，若把有害氣體燃燒達(dá)到處理 效果，需要消耗大量燃料，造成大量熱能流失排放，運(yùn)行成本極高，存在燒不起現(xiàn) 象。（3）光觸媒（等離子、光電）法：是利用高壓電產(chǎn)生的帶電離子分解大分子， 將有害物質(zhì)變成無(wú)害物質(zhì)。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)車(chē)間廢氣量大、流速高、及時(shí)處理的情況 下，要想達(dá)到理想的效果，必須加大氣體通道截面積，使得流速低到一定數(shù)值以下， 在一定氣體行程長(zhǎng)度方向上布置足夠數(shù)量的光線發(fā)射裝置，否則達(dá)不到處理效果。 其缺點(diǎn)是：設(shè)備龐大，功率消耗極高，前級(jí)必須粉塵處理，設(shè)備

5、布置占地面積大， 投資大，運(yùn)行成本高。目前雖然有的廠家上馬了這種有害氣體處理設(shè)備，但是存在 的普遍問(wèn)題是：“參數(shù)”太小，風(fēng)速太大，通道截面積太小，煙氣來(lái)不及處理就“跑 掉” 了；發(fā)射裝置數(shù)量少，功率太??；更有甚者，風(fēng)機(jī)功率太小，風(fēng)壓太低，管路 太長(zhǎng)，結(jié)果是有害煙氣不能有效收集，處理效果較差。（4）生物法：是使用特制的“物質(zhì)”滋生生物菌類(lèi)，吸食煙氣中的有害物質(zhì)成 分的方法。聽(tīng)起來(lái)是一種好辦法，最重要的也是最難的是缺乏培育生物菌種的有效 技術(shù)，煙氣量與菌量的比例關(guān)系也是進(jìn)一步研究的課題。有的廠家采用了這種方法， 但都是“擺設(shè)”，因?yàn)闆](méi)有培養(yǎng)出“活菌”，或菌量不夠，耗能不少，投資不小，效 果并不好。

6、（5）中和法:是利用化學(xué)制劑（液體或固體粉末）噴灑到氣體管路內(nèi)減輕惡臭氣 味的方法。這種方法不能將有害物質(zhì)去除，危害更大，不推薦采用。（6）合成材料吸附去除法：國(guó)內(nèi)外一些科研機(jī)構(gòu)正在研究推廣，有望成功，將 會(huì)為人類(lèi)環(huán)境改善做出巨大貢獻(xiàn)。綜上所述，在目前情況下，以上措施并不是治理企業(yè)大氣污染物排放的最好辦 法。針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，山東藍(lán)馳環(huán)境科技股份有限公司聯(lián)合山東科技大學(xué)主導(dǎo)研 究開(kāi)發(fā)了一種治理企業(yè)大氣污染物排放的有效方法一一乳化液吸收法。(7)山東藍(lán)馳一一乳化液吸收法：是利用化學(xué)藥劑的特性，采用物理化學(xué)方法 配制的一種高飽和容量的乳化液體吸收處理有害氣體的方法。此工藝科學(xué)先進(jìn)、處 理效果顯著、

7、設(shè)備原始投資少、運(yùn)行成本低。此種凈化吸收處理有害氣體的液體稱(chēng) 為化學(xué)乳化液。有關(guān)乳化液的化學(xué)成分、分子設(shè)計(jì)原理、有效配方、配制工藝、凈 化機(jī)理、破乳工藝等技術(shù)內(nèi)容是山東藍(lán)馳環(huán)境科技股份有限公司與山東科技大學(xué)聯(lián) 合研發(fā)的核心技術(shù)，屬于一級(jí)保密級(jí)別，在此不加論述。四、山東藍(lán)馳一一乳化液闡述及其吸收作用原理乳化液概念:乳化液是指將一種液體以均勻的小液滴的形式分散在另外一種 互不溶解的液體相中。兩種互不相溶的液體放在一起，借助于外力的作用將其中一 種分散在另外一種液體中，兩相之間的過(guò)渡層稱(chēng)為相界面。表面自由能或表面張力 是表征界面狀態(tài)常用的物理量，乳化會(huì)使界面的表面積增大，穩(wěn)定性增強(qiáng)，表面張 力大大減

8、小，加入的乳化劑吸附在相界面上得到穩(wěn)定的乳化液，一旦去除乳化劑， 兩相會(huì)很快分成不同的相。本技術(shù)即是將有機(jī)原料A與水在選擇的乳化劑B的作用 下制備出穩(wěn)定分散的乳化液。一般將乳化液的兩相稱(chēng)為“水”相和“油”相，或內(nèi) 相和外相，以小液滴的形式存在的相為分散相(內(nèi)相)，連成一片的相為連續(xù)相(外 相)。因此，乳化液分為兩種類(lèi)型：一種是以水為連續(xù)相，油為分散相，即水包油型 乳化液O/W(oil in water)；另一種是水為分散相，油為連續(xù)相，即油包水型乳化 液W/O(water in oil)。兩種類(lèi)型的乳化液示意圖如圖1所示，本技術(shù)制備使用的 乳化液通常為水包油型乳化液O/W(oil in wat

9、er)o01020印一些E 踮 90100圖.水包油型和油包水型乳化液示意圖*.針對(duì)吸收不同有機(jī)廢氣，選擇的有機(jī)原料A是不同的，但一般要求是外觀無(wú)色透陸體租分敏酸明、無(wú)味、不易揮發(fā)、水樣液體，對(duì)酸、光、熱均穩(wěn)定，并要考慮吸收劑對(duì)吸收溶 質(zhì)（苯、甲苯等有機(jī)物）的溶解能力（溶解度）和其自身的物理性質(zhì)，如揮發(fā)性， 耐腐蝕性，穩(wěn)定性，可燃性等。在乳化劑B的作用下能夠形成穩(wěn)定的乳化液，并對(duì) 有機(jī)廢氣（如苯、甲苯等）具有較高的吸收率。（2）乳化液的制備工藝過(guò)程：乳化液按乳化顆粒的大小可分為普通乳化液（emulsion，乳化顆粒粒徑在川m 以上），細(xì)小乳狀液（miniemulsion，0.1. m1. m）

10、和微乳液（microemulsion， 0.1p m以下）。制備的乳化液粒徑越小、乳化液越穩(wěn)定，制備工藝和操作相對(duì)來(lái)說(shuō)越 復(fù)雜、能耗越高，總體來(lái)說(shuō)，制備出顆粒細(xì)小、分散均勻、穩(wěn)定性良好的乳化液是 各個(gè)工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域比較關(guān)注的問(wèn)題。乳化液制備的方法很多，本技術(shù)通常將選擇的表面活性劑或乳化劑B分別加入 到油相A、水相中，即將油溶性的表面活性劑加入到油相（A）中，再將水溶性的表 面活性劑添加到水相（或去離子水）中，攪拌溶解完全后，控制將油相（A）滴加到 水中，并保持一定的溫度、攪拌條件和乳化時(shí)間，即得到所需要的穩(wěn)定乳化液。 制備工藝過(guò)程如圖2所示。油溶性表面溶解 油相（A）活性劑B1溫度、攪拌水溶性表

11、面溶解 水相（去離 時(shí)間液體乳化液活性劑B2子水）備用圖.2液體乳化液的制備過(guò)程Fig. 2 Preparation of emulsion liquid（3）乳化液的破乳工藝過(guò)程：為了將吸附飽和的乳化液重新使用，需要將乳化液進(jìn)行破乳處理，分離出油相， 再蒸餾出其所吸收的有機(jī)廢棄物，油相A可繼續(xù)用于循環(huán)制備乳化液。吸附飽和的 乳化液可以采用機(jī)械破乳的方法，也可以采用化學(xué)破乳的方法。本技術(shù)推薦采用添 加化學(xué)藥品C （極少量0.1-1.5%）的化學(xué)破乳方法。五、山東藍(lán)馳一一乳化液吸收法處理VOCs工藝流程簡(jiǎn)介設(shè)備啟動(dòng)，除塵管道各抽風(fēng)口開(kāi)始收集有害廢氣。各車(chē)間廢氣匯總到除塵主管 道，部分車(chē)間處煙氣可

12、以先經(jīng)過(guò)布袋除塵器進(jìn)行過(guò)濾，微細(xì)塵粒和粉塵經(jīng)布袋除塵 器完成過(guò)濾與收集。過(guò)濾后的煙氣由除塵器頂部進(jìn)入除塵主管道。主管道內(nèi)有害氣 體在凈化塔內(nèi)在低速通過(guò)的情況下，與凈化塔內(nèi)的霧化噴灑狀液體進(jìn)行充分的混合 吸收達(dá)到凈化的目的。凈化塔通過(guò)連通器與旁通罐內(nèi)的液體在液泵工作的過(guò)程中完 成循環(huán)使用。通過(guò)凈化塔凈化處理后的達(dá)標(biāo)煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，由除塵系統(tǒng)的煙筒排 入大氣。為避免高速氣流產(chǎn)生噪音，除塵系統(tǒng)的煙筒在直立段設(shè)置消聲器。配套以沉降室、水泵、風(fēng)機(jī)、水控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和非標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成完整 的有害氣體凈化處理系統(tǒng)。圖3為青島某輪胎企業(yè)車(chē)間廢氣凈化處理設(shè)備系統(tǒng)。圖.3青島某輪胎企業(yè)車(chē)間廢氣凈化處理系統(tǒng)5.

13、1噴淋凈化塔的功能與用途本設(shè)備主要用于各種有害氣體的凈化處理，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后才能排放到大氣中。通過(guò)乳化液的作用（穿過(guò)、噴淋、碰撞、溶解、吸附、包裹、反應(yīng)）將氣體中 的有害物質(zhì)（苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、氨、三甲胺、醇類(lèi)化合物、硫類(lèi)化合物 等）去除，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。根據(jù)有害氣體成分的不同，采用配制不同的乳化液。5.2、噴淋凈化塔結(jié)構(gòu)組成凈化塔主要由塔筒、旁通罐、集液器、防水層、阻流板、霧化噴頭、管路系統(tǒng)、 水泵、風(fēng)機(jī)、消音器、煙囪等組成。5.3、設(shè)備性能特點(diǎn)（1）凈化塔適用性廣，適合各種氣體的凈化處理；（2）處理效果好，達(dá)到國(guó)家環(huán)保大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，不產(chǎn)生二次污染；（3）初始投資少。與其它處理工藝

14、相比，如：燃燒、活性炭、石灰粉、微孔過(guò) 濾、紫外線光束照射等工藝，設(shè)備投資較少；（4）運(yùn)行成本低。處理原料為乳化液，主要成分為水，制配價(jià)格低廉，飽和周 期長(zhǎng)；（5）處理環(huán)境好。氣體、液體皆在密封狀態(tài)下工作，不污染工作環(huán)境；（6）安裝地點(diǎn)靈活，室內(nèi)、室外都可以安裝；（7）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、維修量小。六、山東藍(lán)馳一一乳化液吸收法處理VOCs工藝技術(shù)特點(diǎn)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用實(shí)踐表明，我們主導(dǎo)研究開(kāi)發(fā)的乳化液吸收工藝可作為治理減排 企業(yè)大氣污染物排放的一種有效實(shí)用方法，并具有如下特點(diǎn)：（1）乳化液吸收工藝配合噴淋凈化塔處理企業(yè)有機(jī)或有害廢氣適用性廣，適合 各種酸、堿性氣體或有毒有害氣體的凈化處理，并具有顯著的除塵凈化效果；（2）根據(jù)不同企業(yè)排放有害氣體的化學(xué)成分不同，可針對(duì)性地研發(fā)不同系列的 化學(xué)乳化液，提高乳化液的最大吸附飽和容量，有效延長(zhǎng)其使用周期；（3）針對(duì)目前企業(yè)收集的車(chē)間廢氣大風(fēng)量、低濃度的實(shí)際情況，該工藝技術(shù)實(shí) 用，凈化處