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知識百科 | VOCs廢氣吸收劑有哪些?各有什么特點?

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發布日期:2021-09-29 來源:VOCs減排工作站 瀏覽次數:127
核心提示:目前已報道VOCs吸收劑較多,但大致可以分為4 類:

目前已報道VOCs吸收劑較多,但大致可以分為4 類:

①有機溶劑;

②表面活性劑;

③微乳液;

④離子液體。

下面來逐一介紹:

1、有機溶劑吸收劑

有機溶劑吸收劑主要是一些具有較高沸點的油類物質,如廢機油、潤滑油、洗油、生物柴油、0#柴油等,也有一些純有機溶劑,利用這類吸收劑處理 VOCs氣體的研究工作可以追溯到上個世紀 70 年代。曾有科研工作者利用廢舊機油去吸收甲苯廢氣,結果表明:在進氣濃度為 500~2500mg/m3、液氣比為 2.5 L/m³條件下,甲苯的凈化效率可達到 95%~98%。目前有機溶劑吸收用途也比較廣泛,比如油氣回收的低溫柴油洗工藝,值得支出的是,有機溶劑吸收劑對VOCs有較高的吸收容量,但大部分有機溶劑易燃燒、易揮發,存在安全隱患與二次污染,也有部分有機溶劑成本昂貴,且粘度較高,易導致吸收設備中液體分布不均及壓降增大,使得其工業應用受到一定限制。

2、表面活性劑吸收劑

表面活性劑是一類分子中同時含有親水基團和疏水基團的物質,溶液相中表面活性劑達到一定濃度時可在內部微環境中自發形成非極性膠束,顯著增大不溶或難溶有機物在溶液相中的溶解性能,有研究者以環糊精為吸收劑去吸收凈化甲苯廢氣。結果顯示:β-環糊精對甲苯的吸收能力最強,約是水的 250 倍。還有一些表面活性劑(陰離子型十二烷基硫酸鈉、非離子型聚氧乙烯辛基苯酚醚、陽離子型十六烷基三甲基溴化銨、生物表面活性劑鼠李糖脂和脂肽)對VOCs均有較高的吸收效果。

 

3、微乳液吸收劑

微乳液是由助表面活性劑、表面活性劑、水或鹽水、油等組分在適當配比下自發生成的一種熱力學穩定體系,因其對有機污染物具有較強的增溶作用,近年來被用于吸收凈化 VOCs 廢氣。有研究者構建以 Tween為表面活性劑、以正丁醇、正丁酸、正丁胺為助表面活性劑、以甲苯為油相的微乳液體系,通過填料塔吸收凈化甲苯廢氣。結果表明:Tween-20/正丁胺/甲苯/水微乳液體系對甲苯的吸收效率可達65%,選用微乳液吸收凈化甲苯廢氣,不僅技術可行,且效果優于單一表面活性劑。

 

需要指出的是,微乳液吸收劑的制備較為復雜,且吸收飽和后不易再生與重復利用,采用微乳液為吸收劑去凈化處理 VOCs 廢氣,尚處在研究階段,工業化應用不多。

4、離子液吸收劑

離子液體是由有機陽離子和有機或無機陰離子構成的、在室溫或近于室溫下呈液態的離子化合物,作為一種“可設計性”的綠色溶劑,通過其結構和性質的精細調控,引入特定結構的功能化基團,可實現對特定氣體的選擇性溶解吸收。

 

有研究者探究 14 種代表性 VOCs 在 135 種咪唑類離子液體的溶解與吸收過程,揭示了離子液體結構對其吸收凈化VOCs 性能的影響。結果表明:離子液體中陽離子與陰離子對 VOCs 吸收凈化效率起著決定性作用,可通過代換離子液體中陽離子與陰離子,增強離子液體與 VOCs 分子的相互作用,提高離子液體對 VOCs 的吸收凈化效率。離子液體作為一種新型吸收劑,雖在凈化處理 VOCs 廢氣方面呈現出良好的應用前景,也存在一些亟需解決和研究的問題。一是離子液體的黏度通常較高,使得氣液兩相傳質受限,二是離子液體成本相對較高,使得經濟可行性較差。

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