意義
有機溶劑具有特殊性能,其能直接或間接分散樹脂、顏料或染料等高分子化合物,且不與其反應,成型後又能揮發出來,因而導致了其在工業上的用途相當廣泛。
隨著我國工農業生產的快速發展,有機溶劑的使用數量也越來越大。一些大型工廠的日用有機溶劑量為3~4噸;中等工廠為1~2噸;小型工廠約幾百公斤。類型不同但都使用有機溶劑的工廠如貨櫃廠、覆銅板廠、塑膠印刷廠、家具廠、化纖廠等等,遍布全國各地。
使用的有機溶劑中有苯、甲苯、二甲苯、氯代烷烴等致癌物,不管是揮發在室內還是在室外,都會對人類和動植物帶來危害。揮發到大氣中的醛類、烯烴、芳香烴等溶劑氣體在太陽光的作用下,在大氣的對流層(從地面至10km高度)中會反應生成酸煙霧、光化學煙霧等;氯氟烷烴等會逸散至大氣平流層(對流層頂部至50km高度),在太陽光的作用下與臭氧反應(氯對臭氧起催化分解作用),降低臭氧濃度,降低臭氧層吸收太陽紫外線的作用從而降低對地球產生的禁止作用,並且還會產生大量的溫室氣體危害人類及動植物。
有機溶劑回收方法
(1)吸收法
根據同性相溶的原理,將溶劑空氣混合氣體從下進入設備,通過上淋高沸點且粘度不大的油性液體(譬如廢機油[3]或柴油等)的填料層,氣液逆向對流,溶劑分子被油性液體所吸收並溶解其中。通過調節填料層的高度和淋下的油性液體的流量使最後排放的尾氣達到環保要求。吸收了溶劑的油性液體可直接用作燃料(如重油用於鍋爐燃燒),或通過分餾將溶劑與油性液體分離。採用此法須考慮如下問題:1)混合氣體裡的溶劑氣體濃度如太低而風量又較大時,吸收效果不會太好;2)一天24小時生產,回收的含溶劑的油量必定很大,鍋爐燃燒可能會用不完,不用鍋爐的單位其含溶劑的油的安全存放是個問題;3)要蒸餾提純後再投入使用,而蒸餾必須有蒸餾的技術,必須投資建立生產線等。
(2)冷凍冷凝法
有的混合氣體裡的溶劑氣體單一,濃度又高(如夏天加油站的汽油罐裝油時,其出氣口排出來的只有汽油蒸氣),且其飽和蒸氣壓隨溫度的變化很大。遇到這種情況,可以採用冷凍冷凝的辦法,即將混合氣體通過蛇管或殼管式冷凝器進行降溫冷凝,溶劑會從混合氣體中變成液體而分離出來,降溫可用氟利昂等製冷劑,也可用液氮蒸發製冷,根據回收的需要和條件狀況採用不同的製冷劑。採用此法所回收的溶劑純度很高,不加其他處理即可使用。但如下幾種情況不適用此方法:1)排出氣體量大而溶劑含量偏低;2)飽和蒸氣壓隨溫度的變化不大;3)混合氣體裡含多種溶劑氣體,它們的飽和蒸氣壓隨溫度的變化情況不一樣等。
(3)固體吸附法
用做固體吸附劑的有分子篩、活性炭和活性碳纖維。
分子篩由於其微孔較小、價格昂貴、用於氣體乾燥而較少大規模用於溶劑回收生產,多用於氣體淨化。
活性炭是大量用於溶劑回收的吸附劑,從二十世紀初至今仍長盛不衰。活性炭從溶劑空氣混合氣體裡截留溶劑氣體的效果較好,又容易為水蒸汽解吸再生而一直獲得套用。對於不易氧化的溶劑氣體,如烷烴類溶劑,可由熱空氣解吸;對於易氧化的溶劑氣體,可由熱惰性氣體如純氮氣解吸等等。目前,採用顆粒狀活性炭回收溶劑仍是國內溶劑回收的主流。脫除的溶劑需經蒸餾或膜分離達到純溶劑的標準才能返回使用。蒸餾提純一般是1種溶劑用1個塔。
活性碳纖維是二十世紀六十年代發展起來的用於溶劑回收的一種新型吸附劑,其價格更加昂貴,甚至比分子篩還高得多,但與活性炭相比較,由於其特殊的微孔結構—它主要含微孔(r<1nm)和少量中孔(1nm<r25nm),中孔和微孔,造成其吸附快,脫除快,烘乾容易,使用壽命長(一般3年,活性炭一般只有1年),節約能源(同等溶劑量其解吸和烘乾消耗的水蒸汽僅為活性炭消耗量的1/3~1/2),且能實現清潔生產[5]而有光明的前途。其缺點是投資較大。我國從日本進口的照相膠片生產線就配有活性碳纖維吸附器的溶劑回收生產線。國內新設計的溶劑回收生產線多用活性碳纖維吸附器;部分原採用活性炭吸附器的老生產線也有改為活性碳纖維吸附器的趨勢。
有機溶劑回收系統
“有機溶劑蒸汽吸附回收系統”是在傳統溶劑氣體回收技術的基礎上研發出的具有自主智慧財產權的高新技術,通過氣體的吸附和解吸過程對揮發性溶劑進行回收,回收效率95%以上,並可根據不同溶劑的性質和用戶需要提供個性化解決方案。
套用領域
有機溶劑吸附回收系統廣泛適用於塗裝、印刷、化纖、感光材料、煉油、塗布、醫藥化工、印染等行業,可回收沸點在20℃~200℃範圍的溶劑,如苯類、環己烷、丙酮、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、汽油、CS2、CCl4、HCCl3、H2CCl2等,具有明顯的環境效益、經濟效益和社會效益。