La DEFINICIÓN DE Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) varía entre países, y Estados Unidos lo define como cualquier compuesto orgánico que puede participar en reacciones fotoquímicas atmosféricas. En China, los COV se refieren a compuestos orgánicos con una presión de vapor saturada superior a 70Pa a temperatura ambiente y un punto de ebullición inferior a 260 ℃ a presión atmosférica. El tratamiento de gases residuales de COV incluye varios compuestos orgánicos, que generalmente se refieren a compuestos orgánicos volátiles que son fácilmente a temperatura y presión ambiente, tales como benceno, tolueno, xileno, acetona, estireno, etc. Los COV provienen principalmente de petroquímicos, fabricación electrónica y escape de automóviles. Algunos COV tienen una fuerte toxicidad o carcinogenicidad, lo que representa una seria amenaza para la vida y la salud humanas. En la actualidad, los COV se están convirtiendo cada vez más en un componente importante de la contaminación del aire, causando daños significativos al medio ambiente. A continuación, presentaremos el método de tratamiento de gases residuales de COV-Método de adsorción
Existen varios métodos para eliminar los COV, y la adsorción tiene las ventajas de alta eficiencia, bajo consumo de energía, operación simple y reciclabilidad, lo que la convierte en la tecnología más eficaz para eliminar los COV.
2,1 mecanismo de adsorción
Las fuerzas ejercidas sobre las moléculas dentro de una sustancia son simétricas, por lo tanto, están en equilibrio entre sí. Pero el campo de fuerza de las moléculas en la interfaz es insaturado, y la superficie de sustancias líquidas o sólidas puede adsorber estas moléculas en la interfaz. El proceso y fenómeno de una o varias sustancias que se acumulan en la superficie de otra sustancia se llama adsorción. La razón fundamental de la adsorción es la atracción mutua entre las moléculas dentro de la sustancia y las moléculas circundantes.
Adsorbentes 2,2
La clave de la tecnología de adsorción de COV es el adsorbente, y el adsorbente ideal generalmente debe tener las ventajas de una gran superficie específica, una estructura de superficie adecuada, una fácil regeneración y un bajo costo. Los adsorbentes generalmente se pueden dividir en dos categorías: adsorbentes inorgánicos y orgánicos, siendo los adsorbentes inorgánicos más comunes en aplicaciones prácticas. Por lo general, los adsorbentes de COV incluyen principalmente las siguientes categorías: carbón activado, tamices moleculares, arcilla, materiales de estructura orgánica metálica y adsorbentes orgánicos.
2.2.1. Carbón activado
El carbón activado es el tipo de adsorbente más utilizado, con propiedades sueltas y porosas, alta superficie específica y gran volumen de poros. Tiene una fuerte capacidad de adsorción para COV, especialmente para COV de moléculas grandes como los derivados de benceno, pero un rendimiento de adsorción deficiente para moléculas pequeñas como el formaldehído.
La estructura del grupo funcional de superficie del carbón activado tiene un impacto significativo en su rendimiento de adsorción. La acidez superficial, la alcalinidad y la estructura de poros del carbón activado a menudo se ajustan ajustando los tipos y cantidades de grupos funcionales como el nitrógeno y el oxígeno en su superficie, con el fin de mejorar su capacidad para adsorber COV.
2.2.2 Tamiz molecular
El tamiz molecular es uno de los excelentes adsorbentes de COV, con una gran superficie específica y un volumen de microporos, y una fuerte capacidad de adsorción para moléculas polares como el agua. Actualmente, los adsorbentes comúnmente utilizados incluyen NaY, H β, ZSM-5, SBA-15, MCM-41, etc. Hablando en general. Los materiales de tamiz molecular han sido ampliamente utilizados para la adsorción de COV. Los diferentes tipos de tamices moleculares tienen diferentes efectos de adsorción sobre los COV, lo que requiere la modificación química y la modificación de los tamices moleculares para mejorar su eficiencia de eliminación de los COV.
2.2.3 Arcilla
La arcilla se usa ampliamente debido a su gran área de superficie específica, estructura de poros y bajo costo. Los minerales de arcilla con áreas de superficie específicas relativamente grandes, como la sepiolita y La paligorskita, se pueden aplicar directamente para la adsorción de gas. La bentonita es un mineral de arcilla compuesto principalmente por montmorillonita, con una gran superficie específica y capacidad de intercambio de cationes. El rendimiento de adsorción de los contaminantes orgánicos por la bentonita orgánica modificada con actividad superficial se mejora significativamente, y la bentonita orgánica preparada por diferentes agentes de superficie activa tiene selectividad para los adsorbatos.
2.3.4. Materiales de metal marco orgánico
Los marcos orgánicos metálicos (MOF) son un nuevo tipo de material desarrollado en la última década. Debido a su alta superficie específica y propiedades químicas estables, su aplicación en la adsorción de gases orgánicos nocivos en el medio ambiente ha sido ampliamente estudiada por los investigadores. Los materiales que se han estudiado extensamente para la adsorción de COV por los MOF incluyen MOF-5, MIL-101 y MOF-177.
2.3.5 Adsorbentes orgánicos
Los adsorbentes orgánicos se refieren principalmente a resinas de alta adsorción de polímeros. La resina de adsorción de polímero se refiere a un tipo de polímero poroso altamente reticulado que se caracteriza por adsorción y tiene la capacidad de concentrar y separar la materia orgánica. Las resinas de adsorción se dividen principalmente en Tipo de gel y tipo macroporoso. Las resinas de adsorción macroporosas son ampliamente utilizadas en la actualidad. Con el surgimiento deResinas macroporosas de intercambio iónico, Se han desarrollado resinas de adsorción macroporosa. La resina de Adsorción es muy similar al carbón activado en términos de rendimiento de adsorción, y la mayoría de ellos se pueden adsorber y reutilizar cuantitativamente. Aunque el carbón activado tiene un buen rendimiento de adsorción, la regeneración es a menudo difícil. Actualmente hay más de 200 marcas de productos de resina de adsorción, y están aumentando constantemente. De acuerdo con las propiedades de la superficie de las resinas, las resinas de adsorción generalmente se dividen en cuatro categorías: no polar, Polar medio, polar y fuertemente polar.
2.3.6 Solución de tratamiento de gases residuales orgánicos Haipu
Jiangsu Haipu Functional Materials Co., Ltd. es una empresa de alta tecnología dedicada a la investigación y desarrollo de adsorbentes de alto rendimiento, catalizadores y sus aplicaciones de proceso. Con una serie de adsorbentes y catalizadores de alto rendimiento desarrollados de forma independiente como núcleo, combinados con tecnología de proceso desarrollada de forma independiente, Haipu se ha convertido en un proveedor de soluciones profesionales en los campos de la gobernanza ambiental y el reciclaje de recursos. Al mismo tiempo, teniendo como nuestra responsabilidad ayudar a las empresas industriales a cumplir con los estándares ambientales y lograr el desarrollo sostenible mediante la utilización de recursos, adoptamos la producción magra modular y desarrollamos soluciones de ingeniería basadas en datos de investigación y desarrollo.
De acuerdo con la "Especificación técnica para el tratamiento industrial de gases residuales orgánicos por método de adsorción", el proceso de recuperación de la regeneración de adsorción se puede utilizar para el gas residual orgánico reciclable, Y el proceso de combustión de concentración de adsorción se puede utilizar para el gas residual orgánico no reciclable. Basándose en las características de estos gases residuales orgánicos, se han desarrollado una serie de materiales de adsorción especiales y procesos de aplicación para lograr un tratamiento eficaz y la recuperación de recursos de diversos COV.
Figura 1 Flujo de proceso de tratamiento de gas residual orgánico
La ventaja tecnológica radica en: 1. Puede combinar de manera flexible los procesos relevantes de acuerdo con las características y los requisitos de tratamiento de los diferentes gases residuales orgánicos, logrando una utilización eficiente de los recursos y el tratamiento de los gases residuales; 2. El material adsorbente tiene una alta superficie específica, gran capacidad de adsorción, alta resistencia mecánica, Y puede ser regenerado y utilizado repetidamente.
La solución se aplica al tratamiento y recuperación de gases orgánicos volátiles generados en plantas químicas, plantas de electrónica, plantas de impresión, talleres de pintura en aerosol, plantas de recubrimiento, etc. Por ejemplo, en el tratamiento de los gases de escape generados por una planta farmacéutica que utiliza diclorometano como disolvente, La emisión de gases de escape es de 500 metros cúbicos por hora, y el contenido de diclorometano es de aproximadamente 90%. Después del tratamiento, se logra la recuperación efectiva del gas de escape de diclorometano, proporcionando protección para los sistemas RTO posteriores; eficiencia de recuperación La alcanza el 95% del diclorometano, y el valor anual de los recursos recuperados es de aproximadamente 500000 yuanes.
El daño de los COV al medio ambiente y la amenaza para la salud humana han atraído la atención generalizada del público, y su gobernanza es urgente. En la tecnología de control de la contaminación de los COV, la adsorción es una de las tecnologías efectivas y económicas, y los adsorbentes son la clave para tratar la contaminación de los COV. Sin embargo, los adsorbentes actuales todavía tienen desventajas tales como baja eficiencia de adsorción a altas temperaturas e inhibición de la adsorción de COV a alta humedad. Por lo tanto, mejorar aún más la capacidad de adsorción y la eficiencia de los materiales de adsorción existentes a través de la modificación de la superficie, ajustar la estructura de poros y el compuesto de varios materiales para desarrollar materiales de adsorción más eficientes y verdes es la dirección de investigación futura.
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