[科普中国]-冷凝法控制VOCs

冷凝法是利用不同物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方式使处于气状态的VOCs冷凝，并从混合的气体中脱离出来。冷凝法适用于回收浓度大于25g/m3的有机废气，在一定的温度下，VOCs的原始浓度越大，脱除率越高。冷凝法不适宜处理低浓度的有机气体（由其当VOCs的原始浓度低于25mg/m3时），常用于配合其他处理方式，作为净化高浓度废气的前处理，以降低有机负荷，回收有机物。1

冷凝原理物质在不同的温度和压力下，具有不同的饱和蒸汽压。对应于废气中有害物质的饱和蒸汽压下的温度，称为该混合气体的露点温度。也就是说，在一定压力下，某气体物质开始冷凝出现第一个液滴时的温度，即为露点温度，简称为露点。因此，混合气体中有害物质的温度必须低于露点，才能冷凝下来。在衡压下加热液体，液体开始出现第一个气泡时的温度，简称泡点。冷凝温度一般在露点和泡点之间，冷凝温度越接近泡点，则净化程度越高。通常也可用压缩法使气态有害物质在临界温度和临界压力下变成液态，从而去除或回收有害物质，但由于费用较高而使用较少。

冷凝法能回收沸点高的有机废气，但是对高挥发性的有机废气回收效果不好。冷凝法去除VOCs的效率，不仅与其沸点有关，还与冷却温度和有机废气的初始浓度有关。当冷凝温度一定，冷凝效率会随着VOCs初始浓度的增加而增加。冷凝法适合处理浓度在10000ppm以上的有机蒸汽，如果有机蒸汽的浓度较低，其处理效果反而会降低。2

冷凝技术VOCs的冷凝技术，是通过降低温度或提高系统压力使气态的挥发性有机物转为其他形态，从而从气体中分离出来。冷凝法是依靠VOCs与其他气体在不同温度下饱和蒸气压不同的性质，易于被冷凝祛分离的挥发性有机物通常具有高沸点、高浓度的特性，而处理后的气体混合物中由于仍残留一部分VOCs，还需要二次尾气处理。冷凝法除了能去除混合气体中的挥发性有机物，还能将吸附浓缩的高浓度VOCs分离，得到其中有回收价值的有机物。冷凝法较适用于VOCs体积分数大于5%、高沸点的VOCs气体混合物。浓度过低时，因其低温高压消耗能量较大，设备操作的费用较高，一般不使用。沸点60℃以下的VOCs用冷凝法的净化率在80%~90%，而对高挥发和中等挥发性的VOCs的净化效果不理想。3

冷凝类型冷凝法是将冷凝温度设置在VOCs的沸点以下，利用低温将VOCs冷凝下来，达到净化有机废气的目的。常用的冷凝法主要分为：表面冷凝，即VOCs蒸汽与冷凝管的外壁进行接触冷凝，形成的VOCs液体进入收集槽储存或处理；接触冷凝，VOCs蒸汽与冷凝液直接接触，VOCs蒸汽被冷凝为液体后与冷凝液以废液的形式排出。2

接触冷凝接触冷凝是指在接触冷凝器中，被冷凝气体和冷却介质（通常采用冷水）直接接触而使气体中的VOCs组分得以冷凝，冷凝液与冷却介质以废液的形式排出冷凝器。接触冷凝有利于强化传热，但冷凝液须进一步处理。常用的接触冷凝设备有喷射器、喷淋塔、填料塔和筛板塔。

表面冷凝表面冷凝也称间接冷却，冷却壁把冷凝气与冷凝液分开，因而冷凝液组分较为单一，可以直接回收利用。常用的间接冷凝设备有列管冷凝器、翅管空冷冷凝器、淋洒式冷凝器以及螺旋板冷凝器等。

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杨刚 - 教授 - 西南大学