VOCs废气吸收剂有哪些?各有什么特点?

来源:北极星环保新闻网 2021-09-29 收藏

目前已报道VOCs吸收剂较多,但大致可以分为4 类:

有机溶剂

表面活性剂

③微乳液;

④离子液体。

下面来逐一介绍:

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1、有机溶剂吸收剂

有机溶剂吸收剂主要是一些具有较高沸点的油类物质,如废机油、润滑油、洗油、生物柴油、0#柴油等,也有一些纯有机溶剂,利用这类吸收剂处理 VOCs气体的研究工作可以追溯到上个世纪 70 年代。曾有科研工作者利用废旧机油去吸收甲苯废气,结果表明:在进气浓度为 500~2500mg/m3、液气比为 2.5 L/m³条件下,甲苯的净化效率可达到 95%~98%。目前有机溶剂吸收用途也比较广泛,比如油气回收的低温柴油洗工艺,值得支出的是,有机溶剂吸收剂对VOCs有较高的吸收容量,但大部分有机溶剂易燃烧、易挥发,存在安全隐患与二次污染,也有部分有机溶剂成本昂贵,且粘度较高,易导致吸收设备中液体分布不均及压降增大,使得其工业应用受到一定限制。

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2、表面活性剂吸收剂

表面活性剂是一类分子中同时含有亲水基团和疏水基团的物质,溶液相中表面活性剂达到一定浓度时可在内部微环境中自发形成非极性胶束,显著增大不溶或难溶有机物在溶液相中的溶解性能,有研究者以环糊精为吸收剂去吸收净化甲苯废气。结果显示:β-环糊精对甲苯的吸收能力最强,约是水的 250 倍。还有一些表面活性剂(阴离子型十二烷基硫酸钠、非离子型聚氧乙烯辛基苯酚醚、阳离子型十六烷基三甲基溴化铵、生物表面活性剂鼠李糖脂和脂肽)对VOCs均有较高的吸收效果。

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3、微乳液吸收剂

微乳液是由助表面活性剂、表面活性剂、水或盐水、油等组分在适当配比下自发生成的一种热力学稳定体系,因其对有机污染物具有较强的增溶作用,近年来被用于吸收净化 VOCs 废气。有研究者构建以 Tween为表面活性剂、以正丁醇、正丁酸、正丁胺为助表面活性剂、以甲苯为油相的微乳液体系,通过填料塔吸收净化甲苯废气。结果表明:Tween-20/正丁胺/甲苯/水微乳液体系对甲苯的吸收效率可达65%,选用微乳液吸收净化甲苯废气,不仅技术可行,且效果优于单一表面活性剂。

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需要指出的是,微乳液吸收剂的制备较为复杂,且吸收饱和后不易再生与重复利用,采用微乳液为吸收剂去净化处理 VOCs 废气,尚处在研究阶段,工业化应用不多。

4、离子液吸收剂

离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子构成的、在室温或近于室温下呈液态的离子化合物,作为一种“可设计性”的绿色溶剂,通过其结构和性质的精细调控,引入特定结构的功能化基团,可实现对特定气体的选择性溶解吸收。

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有研究者探究 14 种代表性 VOCs 在 135 种咪唑类离子液体的溶解与吸收过程,揭示了离子液体结构对其吸收净化VOCs 性能的影响。结果表明:离子液体中阳离子与阴离子对 VOCs 吸收净化效率起着决定性作用,可通过代换离子液体中阳离子与阴离子,增强离子液体与 VOCs 分子的相互作用,提高离子液体对 VOCs 的吸收净化效率。离子液体作为一种新型吸收剂,虽在净化处理 VOCs 废气方面呈现出良好的应用前景,也存在一些亟需解决和研究的问题。一是离子液体的黏度通常较高,使得气液两相传质受限,二是离子液体成本相对较高,使得经济可行性较差。

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