论文总字数：16518字

摘 要

吹脱法是处理高浓度氨氮废水最广泛且最成熟有效的技术之一，但是存在二次污染的问题。为了克服吹脱法的缺点，本课题组研发了一种可再生的氨氮吸收液，可以回收吹脱气中的氨气，从而实现氨氮的资源化。在实际应用中却发现吸收液的再生性能受水中易挥发性有机胺污染物的影响。本文研制有机胺气体的可再生吸收液，用甲胺废水吹脱来模拟有机胺废气，研究吸收液吸收有机胺气体效率和效果的影响因素；用加热再生法对吸收液进行再生，同时研究吸收液的组成、再生温度和再生时间等因素对吸收液再生效率的影响，并对加热再生法的可行性进行分析和研究。实验表明，加热再生法的最佳再生温度为106℃，再生时间为1.25小时。

关键词：有机胺气体 吸收剂 再生

Research of renewable absorber for organic ammonia gas

ABSTRACT

Air stripping of ammonia wastewater pretreatment is the industry's most widely used technology, but there is a secondary pollution. For the shortcomings of the stripping method, a renewable solution was developed to achieve blowing degassing ammonia recovery and recycle. However in industrial application，it was found that the volatile organic amine pollutants obstructed the ammonia absorption solution regeneration. In this paper, with the simulated methylamine stripping wastegas, the renewable organic amine solutions were developed, as well as the determination of the absorption efficiency factors of the organic amine absorption solutions was finished. Then the saturated solutions were regenerated by heating method, and the influences of solution compositions, regeneration temperature and the regeneration time impact on the regeneration efficiency were investigated. Meanwhile the feasibility of the solution regeneration by heating was evaluated. The experimental results showed that the optimum conditions for the solution regeneration was that the regeneration temperature was 106℃ and the regeneration time was 1.25 hours.

Key Words：Organic amine gas; Absorbent ; Regeneration of the absorbent

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1前言 1

1.2挥发性有机气体处理 1

1.2.1热破坏法 1

1.2.2生物技术 2

1.2.3吸附法 2

1.2.4冷凝法 2

1.2.5吸收法 2

1.3吸收法处理挥发性有机气体的影响因素 2

1.3.1吸收剂的组成 3

1.3.2吸收剂在吸收塔内停留的时间 3

1.3.3气体流速 3

1.4吸收剂再生的影响因素 3

1.4.1吸收剂的组成 3

1.4.2再生温度 3

1.4.3再生时间 4

1.5本文的研究目的和内容 4

1.5.1论文研究目的 4

1.5.2论文的研究内容 4

第二章 实验基础 5

2.1实验原理 5

2.1.1吸收原理 5

2.1.1加热再生原理 6

2.2实验装置 6

2.3主要试剂和材料 7

2.4主要实验仪器 8

2.5实验方法 8

2.5.1吸收剂的配制 8

2.5.2模拟废气的产生 8

2.5.3废气的吸收 9

2.5.4吸收剂的再生 9

2.6分析方法 9

2.6.1有机胺浓度的测定 9

2.6.2有机胺吸收率的测定 10

2.6.3吸收剂再生率的测定 10

第三章 有机胺气体吸收剂的吸收 11

3.1吸收剂的组成对饱和吸收量的影响 11

3.2吸收剂的组成对吸收率的的影响 12

3.3吸收剂吸收时间对吸收效率的影响 13

3.4气体流速对吸收率的影响 14

3.5本章小结 15

第四章 吸收剂的再生 16

4.1吸收剂的组成对再生效率的影响 16

4.2再生温度对再生效率的影响 17

4.3再生时间对再生效率的影响 18

4.4本章小结 19

第五章 吸收再生的可行性研究 20

5.1再生液的饱和吸收量 20

5.2再生液的吸收效率 21

5.3本章小结 21

第六章 结论与展望 23

6.1结论 23

6.2展望 23

参考文献 25

致谢 26

第一章 绪论

1.1前言

随着科技的日益发展，化工、医药、农药等方面也飞快发展，但飞速发展的同时，如何处理随之产生的有机胺废水，已经成为环保方面一个刻不容缓的问题。工业废水和生活废水不同，工业废水中有机胺浓度很高而且含有毒性，不能通过稀释的方法直接排放，排放前一定要通过处理并且达到一定的标准，否则就会造成水体的富营养化。硝化-反硝化过程是目前处理高浓度含氮废水的主要方法，经过预处理的工业废水通过硝化-反硝化处理后达到排放标准才能排放，从而有效抑制水体富营养化，改善水体环境^[1]。

吹脱汽提法^[2]、化学沉淀法^[3]、折点氯化法^[4-5]、生物法^[6]等是目前高浓度有机胺废水预处理的主要技术。吹脱法是目前最成熟的技术，但是二次污染是该技术最大的缺陷^[7]。本课题组研究改良了吹脱法，成功开发了可再生的有机胺吸收剂，通过吸收剂吸收有机胺气体之后，利用加热再生吸收剂的方式回收其中的有机胺气体，这不仅可以有效降低二次污染，还能回收有机胺气体。但在实际应用中发现，吸收剂对有机胺气体的吸收受很多因素的影响。本文针对可再生氨吸收剂在实际应用中存在的问题，进一步研究了吹脱中，各影响因素，并改进了吸收剂的性能，对吸收剂的再生性能进行了研究。

1.2挥发性有机气体处理

1.2.1热破坏法

热破坏法分成火焰燃烧和催化氧化燃烧两种。火焰燃烧就是在一定温度下直接燃烧废气，该方法具有处理效率高，投资少等优点，是目前应用最多的技术，但该技术无法针对所有废气，尤其是低浓度难燃烧废气。催化氧化燃烧就是火焰燃烧法的改进版，通过加入催化剂，降低废气的燃烧点，不仅节约能源，还能降低废气毒性，但催化剂容易失去效果是制约该技术的最大问题^[8]。

1.2.2生物技术

用微生物来分解有机胺废气，处理效率可达90%，而且操作简单成本低廉。该方法在国外的研究已经颇具规模，但在我国还处于开发阶段，应用还不成熟，实现大规模的工业化应用较为困难^[9]。

1.2.3吸附法

利用吸附剂疏松的孔结构、大的比表面积和稳定的化学性质，通过范德华力和化学键的作用，将废气吸附在吸附剂表面，选择性强，成本低廉，工艺成熟，适合处理低浓度的可挥发性气体，但吸附剂容易失效是该方法最容易出现的问题。常用吸附剂有硅胶、人工沸石、活性炭与氧化铝等^[10]。

1.2.4冷凝法

冷凝法利用的是物质在不同的温度下饱和蒸汽压也有所不同这一物理性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。该方法适合处理高浓度废气，既可以回收有机物，又可以降低有机负荷^[11]。

1.2.5吸收法

吸收法的吸收剂多为液体，利用废气和液体之间的相容原理吸收废气，该方法在废气处理中应用广泛，吸收效果良好，有些吸附剂经过回收处理后还能二次使用，能有效降低成本，还能满足各项环保要求^[12]。

本文研究各种因素对吸收剂吸收有机胺废气的影响，就是建立在吸收法的原理之上，希望能完善该技术，并应用到工业生产中。

1.3吸收法处理挥发性有机气体的影响因素

本实验通过吹脱法产生模拟有机胺废气，在吸收塔中被吸收的过程中，吸收剂的吸收效果受到吸收剂的组成、气体流速、吸收剂在吸收塔内的停留时间等因素的影响。

1.3.1吸收剂的组成

有机胺气体呈碱性，可以与酸快速反应，生成各种盐。由于吸收剂需要加热再生，因此有机胺气体与酸的结合不可太强烈。在原有氨气吸收剂配比的基础上，本实验进行研究，找出可以高效吸收有机胺气体和再生的吸收剂组成，得出吸收剂的最佳吸收条件^[13]。

1.3.2吸收剂在吸收塔内停留的时间

有机胺气体具有挥发性，在经过吸收塔的过程中，增加有机胺气体与吸收剂接触的时间，能提高吸收剂吸收有机胺气体的效果。在气体流速一定的情况下，吸收剂在吸收塔内停留的时间越长，吸收剂吸收气体就越充分^[14]。

1.3.3气体流速

有机胺气体通过吸收塔，气体流速增加，吸收剂与有机胺气体接触的时间就会减少，从而导致吸收剂的吸收效果下降。在吸收塔内填料一定的条件下，使用适当的气速能增加传质系数^[15]，更有利于吸收剂对有机胺气体的吸收。

1.4吸收剂再生的影响因素

吸收达到饱和的吸收剂，加热后可以再生。加热可以使与吸收剂结合的有机胺气体解吸出来，从而恢复吸收剂的再生性能，达到吸收剂重复使用的目的。加热再生的效果受吸收剂的组成、再生的温度、再生的时间^[13]等因素影响。

1.4.1吸收剂的组成

吸收剂吸收达到饱和后便需要再生。吸收剂与有机胺气体结合可以生成盐，它们的化学键力小，加热就可以解吸。合适组成的吸收剂能同时达到吸收与再生的目的。

1.4.2再生温度

加热吸附达到饱和后的吸收剂，可以断裂吸收剂与有机胺气体形成的弱化学键，使有机胺气体解吸出来，吸收剂得到再生^[13]。加热再生能恢复吸收剂的吸收的效果。升高加热温度能提高再生的效果，合适的再生温度既能降低能耗，又能达到很好的再生效果。

1.4.3再生时间

加热再生能恢复吸收剂的吸收性能。在刚开始加热的一段过程中，再生效果会随着再生时间的增多而提高。加热一段时间后，大部分的有机胺气体已解吸出去，此时延长再生时间不能再有效的提高再生效果。

1.5本文的研究目的和内容

1.5.1论文研究目的

本论文主要致力于改进吹脱法存在的缺点，针对已成功开发的高效吹脱有机胺与氨资源化的新技术在实际应用中存在的吸收剂再生性能受溶液中易挥发性有机胺污染物的影响的缺点，研发能适应有机胺污染废水吹脱处理的可再生吸收剂。

1.5.2论文的研究内容

通过实验讨论吸收法中各主要因素对吸收效果的影响，如吸收剂的组成，吸收塔中气体的流速等因素，来确定最佳的处理条件。

请支付后下载全文，论文总字数：16518字