有机废气处理技术教材VIP免费

当气体中含有较多的有回收价值的有机气态污染时，通过冷凝回收这些污染物是最好的方法。当尾气被水饱和时，为了消灭反烟，有时也用冷凝的方法将水蒸气冷凝下来，单纯通过冷凝往往不能将污染物脱除至规定的要求，除非使用冷冻剂。一般使用室温水作为冷却剂的冷凝器是吸附或燃烧的很好的预处理装置。一、冷凝原理1．冷凝自然界的冷凝现象诸如：盛夏季节，清晨所见到的花草上的露珠；厨房自来水管外面一层湿漉漉的水膜；外出归来人室后眼镜上的水雾等。所谓冷凝就是当热流体放出热量时，温度没有变化，而使流体从气相变为液相。冷凝回收的方法就是将蒸气从空气中冷却凝成液体，并将液体收集起来，加以利用。从空气中冷凝蒸气的方法，可以是移去热量即冷却，也可以是增加压力，使蒸气在压缩时凝出来。而在空气净化方面通常只用冷却的方法，很少使用压缩的方法。2．饱和蒸气压与温度的关系所谓蒸气压就是物质从液相逃逸到气相中的能力。蒸气压与蒸气物质本身的性质、温度及蒸气的浓度有关。以冷却的方法将空气中的蒸气凝成液体，其极限就是指冷却温度下的饱和蒸气，而饱和蒸气压就是指纯物质在指定温度下逃逸到气相中的最大能力。如图13—1所示，是某些物质的饱和蒸气压与温度的关系曲线。图13－1某些物质的饱和蒸气压与温度的关系曲线不同温度下的饱和蒸气压p0可按下式计算：(13—1)式中p0——指定开尔文温度T下的饱和蒸气压，×133．322Pa；T——有机溶剂的温度，K；A，B——与物质性质有关的常数。表13—1是一些常见有机溶剂的A，B值。[例1]求苯、甲苯和二硫化碳在室温为20℃时的饱和蒸气压。解由式(13—1)可算出苯：由表13—1，A＝1731，B＝7．783所以p0＝75×133．322Pa(75mmHg)查图13—1可知，两种方法得出的数值相近。甲苯：由表13—1，A＝1901，B＝7．837所以p0＝22×133．322Pa(22mmHg)查图13—1与甲苯曲线对照，数值相近。二硫化碳：查表13—1，A＝1446，B＝7．410所以p0＝298×133．322Pa(298mmHg)查图13—1与二硫化碳曲线对照数值相近。由于蒸气的温度愈高，则其对应的饱和蒸气压愈高，通过降低温度把热量移去，可使气相回到液相。可见冷凝作用的极限是饱和蒸气压下的温度。二、冷凝回收的极限与适用范围1．蒸气压与蒸气浓度的关系对应于空气中某种有机蒸气的分压(蒸气压)为饱和蒸气压下的温度，即为该空气混合气体的露点温度。例如，空气中的CS2蒸气压为600×133．322Pa(600mmHg)时，查图中CS2曲线可知，其露点为40℃，同样，在上述例题中也可以反算。空气中苯蒸气压为75×133．322Pa(75mmHg)时的露点温度是20℃，空气中甲苯蒸气分压为22×133．322Pa(22mmHg)时的露点温度也是20℃，对于这样的空气蒸气混合气体，只有将其冷却到露点温度下，才能将蒸气部分冷凝下来。空气中能凝结下来的，也就是能被净化下来的有害蒸气量，受到冷却温度的限制，即对应于冷却温度下的饱和蒸气压的有害溶剂仍留在空气气相中。这也就是前面所述的：冷凝净化温度是以冷却温度的饱和蒸气压为极限。如果已知混合气体在温度t(℃)时所含有害蒸气分压p×133．322Pa(pmmHg)，则空气中的蒸气浓度可按下式计算：亦即(13—2)式中C——空气中有害蒸气的浓度，g／m3；p——空气中有害蒸气的分压，×133．322Pa；t——混合气体的温度，℃；υ——混合气体的流量，m3／h；M——有害蒸气的相对分子质量。[例2]按前例计算苯、甲苯和二硫化碳在20℃时的饱和蒸气浓度。解20℃时苯的饱和蒸气压＝75×133．322Pa(75mmHg)，苯的相对分子质量M=78，代人公式(7—2)得同理：20℃时甲苯的饱和蒸气压=22×133．322Pa(22mmHg)，甲苯的相对分子质量M=92，得：同理：20℃时二硫化碳的＝290×133．322Pa(290mmHg)，相对分子质量为76，得：从上例中可以看出，将空气与蒸气的混合气体冷却到20℃，在空气中有320g／m3的苯、110g／m3的甲苯或者1203g／m3的二硫化碳凝结不出来，也就是不能被除掉。这些数值说明以冷凝回收法将尾气冷却到20℃，不仅距离卫生标准的要求相差太远，而且也达不到废气的排放标准。按照我国大气污染物排放标准。即使以120m高的烟囱排放，规定的二硫化碳允许排放量为110kg／h，允许排放的流量只能是110×10...