二氯乙烷废气吸收处理工艺研究毕业论文
2020-04-16 04:04
摘 要
二氯乙烷是一种常见的挥发性有机物（VOCs），作为溶剂多用于化工生产过程，由于其沸点低，易挥发，污染控制难度较大，其大量的排放对环境产生了较大的危害，影响着人们的生活和健康。目前众多有机废气处理技术中，吸收法具有操作简单，成本低等特点被经常使用，但是针对二氯乙烷，传统的吸收法存在去除效率低，二次污染严重等问题，需要研究开发可多次循环吸收的工艺。
本实验采用自制混合高沸点有机溶剂（JSTD-1）作为吸收剂，来处理二氯乙烷废气。重点考察了温度、进度浓度、溶剂投加量等单因素对JSTD-1吸收二氯乙烷的最佳工艺条件，结果表明：在进气浓度约为2000ppm，进气总流量0.534L/min，吸收剂投加量为100g，温度为25℃条件下，去除效率最大为平均去除效率约达到93.85%，最佳的饱和吸附量为88.87mg/g。此外，初步研究了JSTD-1再生性能，结果表明：经过4次加热脱附后，依然达到饱和吸附量78.23mg/g，去除效率最多仅下降15%，因此该吸收剂去除二氯乙烷废气效率较好，可作为再生利用性能研究的对象。
关键词：二氯乙烷 吸收法 VOCs 再生
Study on Absorption and Treatment of Ethylene Dichloride Waste Gas
Abstract
Dichloroethane is a common volatile organic compound (VOCs). It is used as a solvent in chemical production processes. Because of its low boiling point, low volatilization, and difficult pollution control, its large amount of emissions has caused great harm to the environment. It affects people's lives and health. Currently many organic waste gas treatment technique, having a simple absorption, and low cost are often used, but for the dichloroethane, the conventional absorption method has problems such as low removal efficiency and serious secondary pollution, and needs research and development. The process of secondary cycle absorption.
In this experiment, self-made mixed high-boiling organic solvent (JSTD-1) was used as an absorbent to treat dichloroethane waste gas. It was important to investigate the absorption of dichloroethane by JSTD-1 by single factor such as temperature, progress concentration and solvent dosage. The results show that the maximum removal efficiency is about 93.85%, the optimum removal efficiency is about 2000.5%, the total intake flow is 0.534L/min, the absorbent dosage is 100g, and the temperature is 25°C. The saturated adsorption amount was 88.87 mg/g. In addition, the JSTD-1 regeneration performance was preliminarily studied. The results showed that: after four thermal desorption, is still saturated adsorption amount 78.23mg / g, only a maximum removal efficiency decreased by 15%, so that the absorbent is preferably removed dichloroethane exhaust efficiency, recycling performance can be studied as a object.
Key Words: Dichloroethane; Absorption method; VOCs; Regeneration
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 卤代烃VOCs的处理方法 1
1.2.1 活性碳回收 1
1.2.2 低温等离子处理 2
1.2.3 光催化法 2
1.2.4 燃烧法 3
1.3 吸收法处理VOCs的研究进展 3
1.4 本课题的研究的意义以及内容 4
第二章 实验方法与分析 5
2.1 药剂及仪器 5
2.2 实验方法 5
2.2.1 二氯乙烷进气浓度变化对JSTD-1吸收量的影响 6
2.2.2 投加量变化对JSTD-1吸收量的影响 6
2.2.3 温度变化对JSTD-1吸收量的影响 6
2.2.4 JSTD-1再生性能的研究 6
2.3 实验测定与分析方法 7
2.4 实验装置 7
第三章 实验结果与分析 8
3.1 进气浓度变化对二氯乙烷吸收量的影响 8
3.2 投加量变化对二氯乙烷吸收量的影响 12
3.3 温度变化对吸收量的影响 16
3.4 吸收剂的再生性能研究 17
第四章 结论与展望 19
4.1 结论 19
4.2 展望 19
参考文献 21
致谢 24
第一章 绪论
1.1 研究背景
二氯乙烷系卤代烃准化合物，是工业上常用的有机溶剂，多用于粘合剂、溶剂和氯代烃的生产[1]，是无色、易挥发、具有氯仿气味的油状液体[2]，会抑制神经系统, 对肝、肾有毒害作用[11]，高浓度接触会导致中毒性脑病[3]，并能引起接触性皮炎等危害。二氯乙烷废气是VOCs中的一种，VOCs是大气中的主要污染物，在美国环境保护署规定的189种有毒大气污染物名录[14]中，VOCs占70%[19]。据我国环境保护部公布的2017年4月全国“12369”环保举报办理情况显示，涉及大气污染的案例最多，占比53%，其中VOCs恶臭问题占22%，影响恶劣[19]。VOCs可与自由基(·OH)和NOX发生光化学反应，形成Os等氧化物，导致O3浓度升高[16]，大气氧化性增强，导致光化学烟雾发生[19]。因此，VOCs被认为是雾霾天气形成的重要前体物质之一[19]。其对人体心脏、肺、肝脏和神经系统易产生危害，引起神经系统中毒，甚至引起癌变或突变等不良后果[12-13]。从近年来我国报告的职业性二氯乙烷中毒性脑病发病和死亡情况[7]看,二氯乙烷废气的神经系统毒效应对职业接触者的健康构成了严重的威胁。对VOCs排放的处理对大气质量、人类健康和社会稳定显得至关重要[19]。
在生产过程中, 对l,2-二氯乙烷的处理是十分重要的, 应使其在空气中的排放浓度尽可能小, 使其危害程度降低到最低。目前常用的处理方法是使用吸附法进行回收处理，常用的吸附剂为活性炭，但长时间运行过程中，活性炭应再生寿命衰减，需要更换，产生一定量的危险废物，另外，再生多采用蒸汽脱附，产生一定的含二氯乙烷的废水。因此，寻找一种可多次循环利用，且无二次污染的方法十分必要。
1.2 卤代烃VOCs的处理方法
目前，针对含卤代烃废气处理多集中于活性炭回收，低温等离子处理，光催化和燃烧法等，可有效吸收卤代烃废气并实现资源化利用[20]。
1.2.1 活性碳回收
八十年代中期开发的活性碳吸附二氯乙烷的方法是目前使用的比较普遍的方法。活性炭表面含有一定的官能团而且比表面积大，微孔多，孔径小，含有VOCs的气态混合物和多孔性固体接触时，固体表面未平衡的分子吸引力化学键会把VOCs组分吸附留在固体表面[32]，便于吸收二氯乙烷等卤代烃准废气物，具有很好的吸附功能。李宝瑛[4]和王茂章[5]等人对利用活性炭对二氯乙烷废气回收进行了研究，在不同的时间点的浓度，评价了活性碳填充量的改变[4]。穿透点时间会随浓度改变，而饱和吸附量基本不变[4]。讨论了随着二氯乙烷流量的变小，饱和吸附量略有增大的原因[4]。同时还评价了活性碳经再生后使用，仍然保持着良好的吸附性能[4]。
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