一、研究背景及意义
在石油化工、涂料、喷涂、印刷、粘合剂生产、油墨、半导体及电子产品制造、人造板与木制家具制造、皮革、精细化工等行列的工业生产中会排放出大量的甲苯废气。据报道，每年甲苯的总排放量可达到 2 万吨/年。甲苯废气对人体健康和环境的影响在我国也日益受到关注。根据甲苯废气处理的技术思路，一般可分为消除法和回收法两种。当甲苯物质含量较高时，消除法成本高，处理后的废气不仅难达标排放，而且浪费了甲苯等有价值的资源。回收法则是以资源回收为理念，尽可能回收废气中的甲苯，达到环境治理和资源节约的目的。由于液体吸收法具有吸收效果好、设备简便、原料经济、可循环利用等优点，是甲苯废气，尤其是高浓度甲苯废气治理的发展方向。
以高浓度工业甲苯废气为研究目标，针对不同种吸收剂在填料吸收塔(phi;20mm、theta;环填料)内进行吸收实验，以液体石蜡、环丁砜以及聚乙二醇二甲醚（NHD）等物理吸收剂为筛选目标，通过实验研究并以溶解度、饱和蒸气压、粘度以及毒性为筛选指标，筛选合适的吸收剂。再以Aspen plus过程模拟的方法模拟与优化所选吸收剂吸收甲苯废气的工艺条件，模拟过程中通过单因素变量的方法对理论塔板数、液气比、温度等影响因素进行了模拟优化，确定吸收过程的最佳工艺条件。Aspen plus过程模拟吸收剂吸收甲苯废气的结果能为小试及中试实验提供数据上的指导与支持，同时本文选用实验与模拟相结合的方法处理甲苯废气，为研究吸收处理工业废气提供了新的思路，能大大提高工作效率，带来不菲的效益。
- 发展趋势国内外研究进展
Poddar等人采用顶空气相色谱法测定了两种高沸点油类物质（硅油和导热油）与四种VOCs组分（丙酮、甲醇、二氯甲烷、甲苯）组成的二元体系的亨利系数，并提出了该二元体系的亨利系数与温度的拟合公式，为使用硅油和导热（Paratherm）作为VOCs气体吸收剂提供了有效的数据支撑。De Assuncao等人使用矿物油作为吸收剂，采用逆流填料吸收塔处理甲苯和二甲苯气体，结果表明，矿物油对二甲苯的吸收效率达到92.69%，对甲苯的吸收效率较低，只有76.57%。
Xia等人采用硅油作为吸收剂，通过一套膜基吸收解吸系统进行试验，取得了很好的吸收效果，对戊烷和己烷的吸收效率接近100%。Hadjoudj等人选取三种含氯VOCs气体（二氯甲烷、四氯乙烯、氯苯）作为吸收对象，使用三种高沸点溶剂（邻苯二甲酸二异辛酯、己二酸二辛酯、四甘醇二甲醚）作为吸收剂，采用三种方法在30℃-70℃的范围内测定了吸收剂与吸收质二元体系之间的亨利系数和无限稀释活度系数。结果表明，四甘醇二甲醚对二氯甲烷的吸收效果最好，己二酸二辛酯对四氯乙烯、氯苯吸收效果最好。
Piemcci等人以菜籽油作为吸收剂，提出了一种新型可持续的吸收装置，通过吸收塔可以对选定的VOCs气体的平均吸收效率达到90%以上。Wu等人使用质量浓度为91.5%到96.5%的三甘醇溶液作为吸收剂，采用填料塔吸收甲苯、甲醇、己酸、甲基乙基酮，并测定了相关的传质系数。结果表明，传质系数随着气液流速的增加而增大，高浓度的三甘醇对VOCs气体的吸收效果更好。
金城等人采用自行车机油、汽油机油、柴油、洗油、活性洗油五种溶液作为吸收剂，以甲苯气体为吸收对象。结果表明，机油吸收甲苯的效果优于柴油，吸收和解吸甲苯效果可行，机油可以作为甲苯的吸收剂使用[20]。吴庆辉采用0#柴油吸收＂三苯类＂有机废气，吸收效率较高，达到吸收饱和后的柴油可以作为燃料使用，但是柴油燃烧过程中同样会产生很多有害物质，并且柴油具有较高的挥发性，可能造成吸收剂损失和二次污染问题。习春燕等人采用生物柴油作为吸收剂，甲苯作为吸收对象，系统考察了填料吸收塔的各项参数变化对甲苯气体吸收效能的影响，并通过优化操作条件获得了最佳工艺参数，使得甲苯的净化效率达到99%以上，达到了甲苯废气的排放标准。林福荣等人使用生物柴油处理废气中的丁酮组分也取得了很好的去除效果。
陈定盛等人采用废机油作为吸收剂，选取甲苯作为吸收对象进行了相关实验研究，全面地考察了填料吸收塔的操作因素对甲苯吸收效率的影响，确定了最佳工艺条件。实验结果表明，经过废机油净化的废气中，甲苯的净化效率达到95%以上。
综上所述，国内纯溶剂吸收剂研究主要以矿物油类、生物柴油等为主，筛选过程中还考虑了废弃油类的回收利用，具有一定的现实意义，但是国内在吸收剂的筛选方面仍以经验性研究为主，如何建立更加科学的吸收剂筛选方法是亟需要解决的问题。
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