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苯乙烯有機(jī)廢氣吸收劑試驗研究

文檔作者：王伯鐸李世英袁西文等文檔來源：國營東方絕繚材料廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月12日
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苯乙烯有機(jī)廢氣吸收劑試驗研究
荊效民蘇建華 王伯鐸李世英袁西文
鄭永成程光鎧 高敏吳麗華 陳捷
(國營東方絕繚材料廠)
內(nèi)窖攝耍本文主要報導(dǎo)了我院在1989年廑針對苯乙烯有機(jī)廢氣選揖與此相適
應(yīng)的液體吸收瓤的瓤步情況，文中培出了榮油，環(huán)丁鼠，二甲基亞砜三種物質(zhì)作為
取收荊時的有關(guān)嗣試冀鼉和吸收曲線，井對試驗結(jié)果進(jìn)行了分析。
關(guān)奠飼苯乙烯廢氣．吸收荊協(xié)同效應(yīng)
一
、前 曹
隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 涂料工業(yè)、機(jī)械電子工業(yè)， 絕緣材料工業(yè)等行業(yè)在生產(chǎn)中
采用有機(jī)溶劑的量大量增加，席產(chǎn)生的有機(jī)廢氣對大氣環(huán)境的污染也日趨嚴(yán)重，為了保護(hù)環(huán)
境，造福于人類，有機(jī)廢氣的治理工作已追在眉睫，急需解決。
有機(jī)廢氣治理方法有：
1、直接燃燒法和催化燃燒法。
2， 活性碳吸附法。
3， 液體吸收法。
=}E以上三襲有機(jī)廢氣治理方法中，直接燃燒法和催化燃燒法主要用于高濃度有機(jī)廢氣治
理，處理效率可達(dá)90 ，擔(dān)耗能高，投資大?；钚蕴嘉椒üに嚦墒?，效果良好，且易回收
溶劑，凈化效率在90％ 以上，缺點是設(shè)備龐大，投資高，且吸附器易被破醉的活性碳碎片租
一些有機(jī)聚合物所堵塞， 從而造成效率下降，活性碳失嫂等弊端。液體吸收法是采用有機(jī)廢
氣的分子在某種有機(jī)溶劑中可以溶解的原理， 在吸收設(shè)備中裝入有機(jī)溶劑循環(huán)吸收有機(jī)廢
氣， 當(dāng)達(dá)到飽和或接近飽和后再解吸回用。凈化效率在6o一8 0 ， 缺點是吸收液消耗量大，
凈化效率不如催化檄 和活性破吸附法，且存在二次污染問題 為此 國外的研究已有改進(jìn)
技術(shù)與吸收荊研究的專利。夔禹的一項專柵中提出用油，水，表面活性劑配制一種油／水型
乳化劑用于處理有機(jī)廢氣，是一種經(jīng)薪上便宜、技術(shù)上可行的方法。但沒有給出具體配方強
吸拊飽和后破乳回收的條件。
國內(nèi)對藏體噯收凌的研究扔處于初始階段。仍是采用柴油為吸收劑對有機(jī)廢氣進(jìn)行吸收
處理，最近亦有了采用碳酸丙烯醋、水和表面靖性劑鉬成的吸收劑，)I|禽有苯、二甲苯豹有
機(jī)廢氣進(jìn)行處理的研究報導(dǎo)，但蹄苯乙高}宥廢氣處理的研究至今未見有報導(dǎo)， 我們在前人研
究的基礎(chǔ)上， 聚用溶劑協(xié)同效應(yīng)吸收處理， 針對苯乙烯有機(jī)廢氣進(jìn)行了初步研究。
·16 ·
．
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電器工廠設(shè)計
二、基本原理
苯乙烯在水中的溶解度很小， 但在某些有機(jī)溶劑中都有很好的溶解性， 根據(jù)相似溶相似
原理， 苯乙烯分子結(jié)構(gòu)的特性，應(yīng)能溶解于一些油類或臺有雙鍵的洛劑之中，而柴油、環(huán)丁
砜、二甲基亞砜等正具有這些特性， 這三種溶劑的特性列入表l中。苯乙烯在這些溶劑中的
溶解度數(shù)據(jù)在文獻(xiàn)中尚沒有查到，但用氣相色譜等方法可以測定。既然這些溶劑均對苯乙烯
具有溶解性， 那么兩種或兩種以上的溶劑所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)應(yīng)比單獨溶荊所產(chǎn)生的吸收效應(yīng)
總和要太， 根據(jù)這一觀點， 針對苯乙烯進(jìn)行了實驗研究。
三、藹擱的選取躁卿與實驗裝置
所選溶劑的原則應(yīng)是不易揮發(fā)、穩(wěn)定、粘度小、無毒性或毒性小且不易燃燒，沸點明顯
高于苯乙烯的沸點， 以便于蒸臂分離回朔． 考慮到工業(yè)應(yīng)用量太的特點，根據(jù)我國國情還應(yīng)
選取價格便宜，來源方便等。據(jù)以上原則，我們選取柴油、環(huán)丁砜、二甲基亞砜為吸收劑．
三溶劑特性如表1， 吸收對象為苯乙烯有機(jī)廢氣。 。
所用溶劑特性表
濤矗I【名稱 環(huán)丁砜 二甲基亞砜 柴油
分子式 C‘H．SO z CiH dSO
分子量 120 78．13
沸 點 287。C 189 C 12 0",-．340。C
凝固點 28。C 18．54。C 0。C以下
閑 點 90。C 50— 12 0。C
粘霸度 10．3 1．81 3．41
表面張力4．6 42．72 26．21
比 重 1．261 1．089 0．82
蒸氣壓(30。C) 0．85mm／trig 0．01
據(jù)溶荊選取原則； 出表1所列特性知，環(huán)丁砜、二甲基亞砜的沸點孵顯商于苯乙烯的濰
點(148 C )。柴油沸點為120—340。C， 是有機(jī)烴類混合物·穗吸收后果用燕一餾分離
時， 部分柴油會隨同苯乙烯同時流出， 影響回收也易造成二次污染。就可燃性而言， 環(huán)丁砜
是一明顯的不易燃物質(zhì)，二甲基亞砜閃點為90。C，而柴油為50。C"~120。c， 可見柴油的可燃
性要比二甲基亞砜的可燃性要高。本實驗采用， 鼓泡吸收法實驗裝置如圖1所示。
目】 霉轉(zhuǎn)萎i示直圉
工·由音機(jī)直液涓斗
， 胄帆直氣產(chǎn)生癯f聾乙蟮，
3，三 進(jìn)氣取 口 ．
} 硬披瓶
5 幢取液
6 通、出氣來專手日
沌量計
且 軸氣囊
·17 -
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第 期-01年·
四、實驗部分
’1， 儀器與試劑
所用試劑均為化學(xué)純， 氣相色譜用標(biāo)準(zhǔn)為色譜純。
氣相色譜l SP2308氣柑色譜儀， 北分廠產(chǎn)．
MEXA-324F 紅外分析儀(日本)。
PHS-3C 型酸度計。
2、吸收劑選擇試驗
為取得一高效有機(jī)廢氣吸收劑，我們除對純柴油，環(huán)丁砜·。二甲基亞砜進(jìn)行試驗以考察
對苯乙烯有機(jī)廢氣的吸收溶解能力外，我們還參考文獻(xiàn)(3)配制了柴油乳化液吸收劑，二
甲基亞砜與表面活性劑和水形成的吸收劑進(jìn)
由圖2可知，純柴油吸收劑對皋乙烯
妁吸收效果高于二甲基亞砜、環(huán)丁砜、
柴油乳化劑和二甲基亞砜乳化劑， 但低
于環(huán)丁砜和二甲基亞砜混合后形成的吸
收劑。由此可知二溶劑經(jīng)混溶后對苯乙
烯溶解的協(xié)同效應(yīng)起了作用， 從而提高
了對苯乙烯的溶解能力．為了解協(xié)同效
應(yīng)的最佳配合比， 我們暫舍去其它配方
試驗， 選取了環(huán)丁砜與二甲基亞砜進(jìn)行
最佳配比試驗。
(1)二甲基亞砜與環(huán)丁砜最佳配
比試驗 }目哽剞喱?；?
為取得環(huán)丁砜與二甲基亞砜對苯乙
烯的最佳溶解協(xié)阿效應(yīng)配合t匕， 分別按
不同出倒配制了溶劑暖收液進(jìn)行吸收試 ．
驗， 結(jié)果繪于圖3。由圖可知，環(huán)丁砜與
二甲基亞砜的最佳硯臺比為1．0 l 1．0， ：
其不同配合比的協(xié)同溶解能力為1；l> 尊
3l 2>3．5l 1．5>zl 3。為此，我們以 ‘
后的試驗選用1：1的配比。
(2)吸收速率及飽和試驗
作為優(yōu)良的有機(jī)廢氣吸收荊必須考
慮其吸收速率， 因吸收速率的大小決定
著一種吸收劑的實用性， 不能單純的看
某一段時間或某一時間的吸收效率， 吸
收速率的大小取決于吸收曲線的斜率，
斜率小，達(dá)到飽和時問愈長。其斜率計
·18·
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電器工廣設(shè)計
算結(jié)果順序如下； ．
環(huán)丁砜： 二甲基亞砜
=1：1< 6：4< 7：3< 4：6
=0．39< 0．51< 0．65< 0．96
t
為驗證我們的估計正確與否， 在我們 {”
所選取的最佳配方液中逐次加入定量的苯
乙烯進(jìn)行試驗， 測定其吸收率，結(jié)果繪圖
于4。由圖4知：苯乙烯占吸收液體積46％
時即已達(dá)到飽和。
(3)有機(jī)廢氣吸收試驗?翟
有機(jī)廢氣吸收實驗裝置如圖1所示。吸
收部分采用氣體鼓泡吸收瓶，瓶內(nèi)裝入配 田4 博 啞值日垤
制好的吸收劑15m1，經(jīng)后端抽氣泵抽氣，
將廢氣發(fā)生器中產(chǎn)生的苯乙烯有機(jī)分子抽入吸收瓶并經(jīng)鼓泡吸收。調(diào)節(jié)氣體流量為1L／mia，
吸收瓶前后分別設(shè)取樣日， 取樣經(jīng)氣相色譜分析儀測定后計算吸收效率， 部分吸收數(shù)據(jù)列入
表1。 。
吸收試驗部分?jǐn)?shù)據(jù) 表1
序 吸收液體積 吸收時間 氣體流量 吸收前濃度 吸收后濃度 吸收率
號 (m1) (h) (1／mia) (mg／~n。) (mg／m。) ( )
l 15 1 1 4．0× 10。 1．1 X 10 97
2 15 2 1 3．3X 10 0 1．6 X 10 95．1
3 15 3 1 3．6 X 1 0。 3．8 X 10 89．4
4 15 4 1 3．9X10。 5．3 X 1 0 86．4
5 15 5 1 4．4 × 10。 7．8X 10z 82．3
6 15 6 1 5．1 X 10 1．0X 10。 80．4
7 15 7 1 4．7×10 1．3X 10。 72．3
8 l5 8 1 5．1X 10。 1．5X 10。 70．6
由表2知，對于15ml吸收劑，苯乙烯廢氣濃度為3000PPM~．-5OOOPPM，吸收時間達(dá)8h，
吸收率尚在7 0 以上。為進(jìn)一步考察我們配制的吸收劑性能，按文獻(xiàn)報導(dǎo)的配方配制的吸收
劑進(jìn)行了對比試驗。結(jié)果列于表2。
不同吸收荊吸收效果比較 表2
序1【 氣體流量{吸收時聞l 吸收率‘ )
— — — — — — —— — — — r— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — ——
號l(1／rain) l (h) l 柴油 I二甲基亞砜f乳化液l環(huán)亞
l 1 1 86 92 74 97
2 1 2 72 85 70．6 95
3 1 3 60 76 64 89
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第?O期·留1年
由表2表明t環(huán)丁砜與_甲基亞砜所組成的吸收劑吸收效率高于其它溶劑或乳化液吸收
劑。
五、結(jié) 論 。
1、環(huán)丁砜與二甲基亞砜按一定比例溶臺后處理有機(jī)發(fā)氣苯乙烯是可行的，教攀職顯高
于柴油、二甲基亞砜以及柴油乳化液吸收劑。這主要是因環(huán)丁砜、二甲基亞砜互溶后產(chǎn)生協(xié)
同溶解效應(yīng)的結(jié)果。
2、環(huán)1：砜、二甲基亞砜的沸點明顯高于苯乙烯沸點，這為吸收飽和后蒸餾分離提供了
有利的條件，可以輕易地用蒸餾法將其分離回收循環(huán)使用。操作簡單，方便，適于實際應(yīng)
用．
3、環(huán)亞吸收劑是一高教吸收劑，15mI吸收劑吸收濃度在3 000PPM以上的苯乙烯氣體連
續(xù)運轉(zhuǎn)8h，其吸收效率仍在7o 以上，這是其它吸收劑所無法比擬的． ：
4、液體吸收法是處理有機(jī)廢氣的一條新途徑，安全可靠，不易燃燒， 爆炸等，是本曖
收劑的突出優(yōu)點 關(guān)于這方面的課題，我們正在進(jìn)一步深入研究。
參考文獻(xiàn)
．
1、嬈恕 捌第黛 鄭連莢 環(huán)蟪污染與防治，No1．198f1．
2．鄭連英、嬈翹．劉糶娥。環(huán)境悖箍每防治．No4．22-26．I984．
3 U ·S -patent No 42fl5， 642．
(上接第1 a賈)
4，建立質(zhì)量保證體系，包括設(shè)計質(zhì)量、制造質(zhì)量、調(diào)試和維修質(zhì)量、服務(wù)質(zhì)量， 以及
各種質(zhì)量問題的信息反饋；
5、建立社會服務(wù)系統(tǒng)，如咨詢機(jī)構(gòu)、成套服務(wù)機(jī)構(gòu)、維修站、推廣機(jī)構(gòu)。社會服務(wù)系
統(tǒng)的建立有助于普及機(jī)電一體化技術(shù)，推廣機(jī)電一體化產(chǎn)品，并逐步減輕生產(chǎn)廠家的維修調(diào)
試工作壓力，
6、開發(fā)機(jī)電一體化刨匯、節(jié)匯產(chǎn)品。引進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品要盡快實現(xiàn)國產(chǎn)化 以擋住進(jìn)口
(節(jié)匯)、并爭創(chuàng)條件出口(創(chuàng)匯)。創(chuàng)建外向．型企業(yè)． ．
(本文為作者修改妁第四稿。在陜西省經(jīng)濟(jì)體制l玻草委員會，省硇 麝經(jīng)濟(jì)研究中心，省
社會科學(xué)會，省科學(xué)技術(shù)委員會、省人民廣播電臺、省電視臺，省經(jīng)濟(jì)信息中心、省改革開
放基金會、省計算機(jī)公司、隴海蘭新國際科技交流協(xié)會等14單位于1991年9月14日聯(lián)臺召開
的“陜西省高新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用研討會 上，被評為優(yōu)秀論文一等獎。)
·20 ·
1991．8．

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