VOCs（二氯甲烷）压缩冷凝+膜回收新工艺——达标排放案例

2021年11月25日，中华人民共和国生态环境部发布了《国家先进污染防治技术目录》，用压缩冷凝+气体分离膜技术，回收有机废气的工艺也列在该目录中。见图一。

二氯甲烷是一种有机化合物，化学式为CH₂Cl₂，为无色透明液体，具有类似醚的刺激性气味。微溶于水，溶于乙醇和乙醚，在通常的使用条件下是不可燃、低沸点溶剂，其蒸气在高温空气中成为高浓度时才会生成微弱燃烧的混合气体。二氯甲烷常被用来代替易燃的石油醚、乙醚等。

二氯甲烷是一种让人又爱又恨的有机溶剂，“爱它”是因为它使用安全，价格低；“恨它”是因为它是世界卫生组织和国际癌症研究机构公布的致癌物，被列在2A类致癌物清单中。同时，因为它是含氯的卤代烃类化合物，不能采用RTO/RCO等燃烧摧毁的方式来处理，环保治理的工艺难度大，所以在上述《国家先进污染防治技术目录》中也将压缩冷凝+气体分离膜的工艺技术作为二氯甲烷废气回收的推广技术。

压缩冷凝+气体分离膜工艺中，压缩和气体分离膜是二种常见的化工工艺。但是将压缩和气体分离膜用在废气治理工艺中则不常见，制药企业的安全专家对压缩工艺尤其害怕，所以今天我们就来说一说压缩工艺。

压缩机被广泛用来压缩和输送化工生产过程中的气体。具有代表性的是乙烯生产中的三种压缩机，即裂解气压缩机、丙烯压缩机和乙烯压缩机；在化肥生产装置中也有五种压缩机，即空气压缩机、原料气压缩机、合成气压缩机、氨气压缩机和二氧化碳压缩机。压缩机是用于输送气体的机械装置，它将电动机的机械能转化为气体的动能和压力能。

喷液螺杆压缩机被用来压缩各种工艺流程中的气体，既包括二氧化碳和氮气这些化学性质不活泼的气体，也包括氢气和氦气这类轻气体，还包括化学性质活泼的气体，如氯化氢、氯气、氯甲烷、二氯甲烷、正己烷、四氢呋喃、丙酮和MTBE；喷液螺杆压缩机的工作压力由气体压缩工艺流程确定，单极压比可达10，最高排气压力可达3MPa，喷液螺杆压缩机既可以单机使用也可以多机组联动，排气量范围可以从30m³/h到10000m³/h。

另外，我们也要明确一个概念，即实质上真空泵也是压缩机，只是它的入口压强低而出口为常压；若将压缩机的入口连接到要抽出气体的设备，而将压缩机的出口通罐体，则压缩机就起着真空泵的作用。我们知道的纳氏（真空）泵也称着液环压缩机，其最低压强可以达到4Kpa（绝压）。

来自生产过程的二氯甲烷废气，浓度在10%以上，进入压缩冷凝+气体分离膜工艺撬。进气过滤器去除废气中可能含有的粉尘类固体杂质，喷液螺杆压缩机将废气压缩到0.8Mpa,经过后级换热器冷凝，将废气液化后回收。

废气中二氯甲烷不凝性气体经气体分离膜组件提浓后，返回喷液螺杆压缩机前端二次压缩冷凝，提高二氯甲烷溶剂的回收效率。以错流方式流过气体分离膜组件的透余气，其中含有二氯甲烷气体浓度，已由压缩机进口的10%降低到0.2%(2000ppm)，这部分低浓度的废气可以送入后续的吸附装置做达标处理。喷液螺杆压缩机是该工艺的关键设备，它不但提高了8倍以上的冷凝效率，同时也为气体分离膜提供了压力差，即分离工艺所需的动力。

喷液螺杆压缩机的压缩过程中会产生压缩热，这些热量由喷入螺杆压缩机中的冷却循环液吸收后带走，压缩机的出气温度保持在55℃以下。二氯甲烷的燃点是662℃，在干燥状态下与氧气一起加热到290℃也不发生氧化，不发生裂解。所以，55℃是二氯甲烷废气安全的压缩气体温度。对二氯甲烷压缩安全性的疑虑和担心都是不必要的”自己吓唬自己”。

二氯甲烷在水中的溶解度比其它氯化物要大，20℃时，在水中的溶解度大约为2%；25℃时，在水中的溶解度大约为1.7%。随着温度的升高溶解度逐步降低，在压缩机冷却循环液中维持一个稳定的溶解度百分比。

二氯甲烷挥发气的压缩冷凝回收工艺已被广泛应用于化学合成药的生产、新材料、锂电池行业生产工艺中，实现了二氯甲烷有机废气的源头回收和资源化利用，并完成达标排放。

来源：VOCs减排工作站