有機廢氣的各種淨化方法--冷凝法

冷凝物是什麼

冷凝法是用來分離氣體中可以冷凝的組分，目前主要用於回收廢氣中有價值的溶劑，而不是單獨透過冷凝法來達到廢氣排放的限值。若要透過冷凝法來淨化有機廢氣並達到符合規定的限值，則要求冷卻溫度很低。例如：甲醇需要小於-80℃，而二氯甲烷則要求小於-100℃，這樣操作費也就太高，極不經濟。因此，在有機廢氣淨化中，冷凝法主要是回收溶劑，並作為廢氣淨化的一道預處理工序。

從蒸氣狀態轉變為液體狀態的過程稱為冷凝。冷凝法的原理是：根據物質在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓的性質，借降溫或升壓，使廢氣中有機組分的分壓等於該溫度下的飽和蒸氣壓，則有機組分冷凝成液體而從氣相中分離出來。通常的說法是：在一定壓力下，當氣體的溫度達到露點以下時，即冷凝成液體。冷凝法的效果主要取決於VOC的蒸氣壓與溫度的關係。

在一定壓力下，各種有機物的蒸氣/冷凝液的平衡隨溫度的變化關係如圖1所示。由圖可知，如果在水的冰點以上的溫度下進行冷凝，則借冷凝法來淨化有機廢氣實際上達不到規定的排放限值圖中限值是按德國 TA-Luft法規分類標出）。對於某些高沸點有機物是容易冷凝而被分離，並可使其達到排放要求，但有時生成的冷凝物非常黏稠，很難從冷凝器中排出。

透過提高壓力可以明顯地改善冷凝效果。因為蒸氣的飽和蒸氣壓僅與溫度有關，當總壓提高時不會升高。例如將冷凝器前的廢氣總壓提高一倍，之後又膨脹到原來的壓力，那麼在同樣冷凝溫度情況下，蒸氣分壓經膨脹後只有未加壓前的半。蒸汽殘留量甚至小於一半，因為冷凝增加後的氣體總體積也大大減小。

在實際應用中，經常碰到的是多組分蒸氣混合物，若已知單組分的飽和蒸氣壓曲線，則可按拉烏爾定律大致地估算混合物的總蒸氣壓，並求得相應必需的冷凝溫度。

有機廢氣淨化的冷凝法一般劃分為三個溫度範圍和三種不同型別的冷卻劑或冷凍劑：

①≥0℃—冷卻水、冷凍水（有時也可用空氣冷卻）；

②≤-50℃—冷凍鹽水；

③≤-120℃—液氮

冷凝法對高沸點VOC的淨化效果較好，而對低沸點的則較差，一般都是部分冷凝。如果廢氣中溶劑的含量低於10g/Nm3，為達到排放標準而用冷凝法淨化VOC廢氣，通常溫度要求達到-40℃以下。一般冷凝法處理有機廢氣的流量和VOC含量範圍是：流量小於3000Nm3/h，廢氣中VOC約佔0。5%~10%。