浅谈二氯甲烷废气的处理方法

广东化工2019年第3期·148 · 第46卷总第389期

浅谈二氯甲烷废气的处理方法

商永圭

(上海泓济环保科技股份有限公司，上海200433)

Treatment Methods of Dichloromethane Exhaust Gas

Shang Yonggui

(Shanghai Honess Environmental Tech Co., Ltd., Shanghai 200433, China)

Abstract: Methylene dichloride is widely used, but it is easy to volatilize and cause loss and environmental pollution in the production process. From the point of view of non-destructive methods and destructive methods, this paper summarizes the single treatment methods of dichloromethane exhaust gas, and lists the commonly used comprehensive methods in industry through the combination of single method. In industrial production, comprehensive methodsare often used to reduce the emission of dichloromethane tail gas and achieve environmental and economic benefits.

Keywords: dichloromethane；exhaust gas；treatment methods

二氯甲烷(DCM)在常温是一种无色透明的液体，具有良好的溶解能力，而且由于其毒性小，沸点低，是一种难燃性的溶剂[1-2]，可由天然气或氯甲烷高温氯化而得[3]，常用来代替易燃的石油醚、乙醚等，因此在工业上被广泛使用。除了用于有机合成以外，还广泛用作乙酸纤维素成膜、三乙酸纤维酯电影胶片的溶剂、石油脱蜡溶剂、金属清洗剂、脱漆剂、有机萃取剂、低压冷冻机和空调装置的制冷剂、聚氨酯发泡剂等。但由于其极易挥发(20℃时饱和蒸气压为46.5 kPa)，因此在生产过程中容易造成损耗，从而对环境造成危害。企业要达到清洁生产的目标，需要节约原材料和降低污染物的排放，减少环境污染。因此，对于尾气中二氯甲烷治理方法的研究，就显得十分重要了。

1 来源分析

在生产过程中，免不了要进行物料的提取、输送、抽滤等过程，而这些过程中往往会产生负压，由于二氯甲烷本身沸点低、易挥发，更容易被真空泵或者风机抽出，造成二氯甲烷的损失，并且造成环境污染。二氯甲烷成品一般由二氯甲烷母液通过提炼、精馏等过程得到，但是在精馏过程中存在收率损失，这是有两方面原因造成的。一方面是由于塔釜中的二氯甲烷蒸馏不完全，还含有极少量的二氯甲烷残留；另一方面是由于在塔顶部分二氯甲烷没有被及时冷凝下来，这些不凝气便排入到大气中，造成二氯甲烷的损失和环境污染。有资料显示，塔顶通过不凝气形式损失的二氯甲烷是塔釜残留二氯甲烷的20倍[4]。

2 处理方法

二氯甲烷目前的处理方法主要分为单一法和综合法两大类，从对二氯甲烷是否产生破坏可以分为破坏性法和非破坏性法，非破坏性法主要有冷凝法，吸收法，吸附法等[5-6]，破坏性法有焚烧法、生物法、脉冲电晕法等。综合法则是两种或两种以上单一法的结合，如吸附浓缩-催化燃烧法，冷凝-吸收-吸附法等。

2.1 非破坏性法

2.1.1 冷凝法

冷凝法是利用二氯甲烷在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一物理性质，通过降低系统温度，使二氯甲烷冷凝，从而达到处理尾气的目的。其优点是可以适应常温、高温的场合，受外界压力和温度影响较小，而且设备投资少，运行维护简单，避免了更换、再生吸收剂或吸附剂的缺陷。刘冠军[7]等搭建了一套低温回收系统来回收二氯甲烷，使用了低温循环器以及筒式冷凝回收器，通过设置不同的冷媒温度，发现在冷媒温度为-10℃的条件下，回收率最佳，达到了93%，这证明了采用了冷凝法的这套系统可以有效的回收二氯甲烷。但是冷凝法的缺点是只适用于风量小、高浓度的二氯甲烷尾气[8-10]，大多数情况下，工业尾气中二氯甲烷浓度较低，而且由于其较高的饱和蒸汽压，冷凝法处理后的尾气仍含有较高浓度的二氯甲烷，必须通过二次处理才可以排放。因此，冷凝法往往只作为一种预处理，辅助于其他的处理方法。2.1.2 吸收法

吸收法是采取喷淋、逆流等方式将吸收剂与二氯甲烷尾气在吸收塔内充分接触，吸收液要求对二氯甲烷有较好的溶解性，并且挥发性小，也可用添加了助溶剂、凝聚剂或活性剂的水。林宇耀[11]选用了乳化配比最佳的span20-tween20-水-白油体系作为吸收液，在吸收液温度为25℃，进气量为8 L/min的条件下，单独吸收400 ppm的二氯甲烷废气时，吸收率达到74.9%；在吸收组成为200 ppm甲苯、100 ppm二氯甲烷、100 ppm乙醇的混合废气时，对二氯甲烷的吸收率为76.2%。吸收法一般适用于中高浓度和中小风量的二氯甲烷废气，对低浓度、大风量的效率较低。而且吸收法会带来吸收液的后处理问题，需要二次治理，增大投资成本。

2.1.3 吸附法

吸附法是将二氯甲烷尾气通过吸附剂的吸附作用截留下来，从而实现尾气的净化，对低浓度二氯甲烷尾气，该方法尤其最为有效，吸附后可以通过水蒸气将吸附的二氯甲烷进行脱附，同时实现吸附剂的再生。工业上常用的吸附剂有活性炭和活性炭纤维，其他的吸附剂还有树脂、金属多孔材料等。周天潇[12]通过大孔树脂来处理二氯甲烷废气，并且分别比较研究了吸附效果随树脂高度、气速、初始浓度、吸附温度等条件的变化，而且通过不同树脂的比较，发现SD600树脂效果最佳，其穿透时间最长，饱和吸附量也最大，为16.5 mg/g。周扬[13]采用合成的ZIF-8复合氧化石墨烯材料(ZG-X)吸附二氯甲烷，性能测试的结果表明，合成的ZG-X晶体材料同时具有ZIF-8和氧化石墨烯材料的优点，将该材料吸附二氯甲烷的性能与ZIF-8材料作为比较，结果表明，虽然ZG-X材料相对于纯ZIF-8材料比表面积较小，但不同X(复合材料的氧化石墨烯含量)的ZG-X材料对二氯甲烷的吸附效果均好于纯ZIF-8材料，且ZG-X材料的吸附效率随着X变大而增加，其中ZG-15达到最大的吸附量240 mg/g。

2.2 破坏性法

2.2.1 焚烧法

焚烧法包括热力焚烧法和催化燃烧法两种，两种方法主要的区别是是否使用催化剂和不同的焚烧温度。热力焚烧法不使用催化剂，但是需要使用辅助燃料将焚烧温度提升至600 ℃以上，才能让有机物彻底燃烧，该方法适用于高浓度并且浓度较稳定的废气处理，一旦浓度过低，便需要大量的辅助燃料，增加了能耗，而且容易熄火；催化燃烧法需要使用催化剂，在催化剂的作用下，在300~400 ℃便可以将有机物转化成CO2和H2O。因此，催化燃烧法的优点是反应温度较低，一般在350 ℃以下，转化率便可以达到90%，且其作为最终处理手段无需进行后处理，但是由于需要保证废气在催化剂表面一定的停留时间，催化燃烧法适用的废气风量不能太高。项兆邦[14]等利用了RTO氧化焚烧技术对医药化工废气进行了处理，通过气相色谱法分析后发现RTO对废气中甲醇的去除率达到了94.8%，四氢呋喃的去除率达到了94.6%，甲

[收稿日期] 2018-12-14

[作者简介] 商永圭(1983-)，男，湖北人，本科，研究方向为废气处理。