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微泡吸收技术处理丙酮废气

文档作者：张小波李琰君沈绍传负军贤姚克俭文档来源：浙江工业大学化学工程学院		点击数：	更新时间： 2021年05月11日
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2015年第34卷第7期
化 工 进 展
CHEM ICAL INDUSTRY AND ENGIN EERING PROGRESS ·2075·
微泡吸收技术处理丙酮废气
张小波，李琰君，沈绍传，负军贤，姚克俭
(浙江工业大学化学工程学院，绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，浙江杭州310032)
摘要：微泡吸收技术是将有机废气在吸收剂中分散为尺寸微米量级的微气泡，利用微气泡气液接触面积大、传
质迅速等优点实现有机废气吸收处理的方法。本文以水为吸收剂，采用孔径3~4gm 的多孔微孔板形成废气微
气泡，利用微泡吸收技术从空气．丙酮废气中吸收丙酮。利用高速摄影方法对不同条件下微气泡的直径分布进行
了实验研究，并对丙酮的吸收效果进行了实验测定。结果表明，随着表观气速的增加微气泡的平均直径降低而
数量增加；随着水中丙酮浓度的提高，微气泡平均直径逐渐降低，数量增加。当丙酮体积分数在1％～3％范
围、表观气速为10．2m／s时，采用孔径3~41am的多孔微孔板能产生直径为300~700gm微气泡。表观气速和废
气中丙酮的质量浓度的变化影响丙酮的吸收率；一定表观气速下，吸收率随废气中丙酮质量浓度的增大而增
大，空气．丙酮混合气体中丙酮质量浓度为1．56x10 kg／m 和表观气速为10．2m／s时，吸收率达77．16％
关键词：微气泡；吸收；直径分布；有机废气； 多孔介质
中图分类号：TQ 028．1 文献标志码：A 文章编号：1000—6613(2015)07—2075—05
DoI：10．16085~．issn．1000—6613．2015．07．045
Experimental investigation on the microbubble absorption of acetone in
waste gases
ZHANGXiaobo，LI Yanjun，SHENShaochuan，YUNJunxian，YAOKejian
(State Key Laboratory Breeding Base ofGreen Chemistry Synthesis Technology，College ofChemical Engineering，
Zhejiang University ofTechnology，Hangzhou 3 10032，Zhejiang，China)
Abstract：The microbubble absorption method is effective to remove organic compounds from waste
gas．Generally,the microbubbles are generated by dispersing the waste stream into an absorber liquid．
The microbubble absorption has the advantages of large contact area and high mass transfer rate．Water
was used as the liquid media to absorb acetone from the waste gas of acetone—air mixture．
M icrobubbles were generated by a microporous plate with pore sizes of 3 to 4 microns and the bubble
diameters were measured by the high—speed imaging method．The efects of operation parameters on
the absorption efi ciency were investigated experimentally．The results showed that the average
diameter of the microbubbles decreased while the bubble numbers increased with the increasing of the
superficial gas velocity and the concentration of acetone in water~By keeping the acetone concentration
in water in the range of 1％ to 3％ and the superficial gas velocity of 1 0．2m／s，microbubbles with
diameters of 300~m to 700~m were generated successfully through the microporous plate．The
absorption eficiency changed with the variations of superficial gas velocity and the acetone mass
concentration in the air-acetone waste gas．At the superficial gas velocity of 1 0．2m／s，the absorption
efi ciency increased with the increase of the acetone mass concentration in the waste gas and the
收稿日期：2014．12—09；修改稿日期：2015．01．23。
基金项目：浙江省科技计划项目(2012C21019)。
第一作者：张小波(1989一)，男，硕士研究生，主要研究方向为传
质与分离。E—mail 172979183@qq．corn。联系人：负军贤，教授，博士
生导师，主要研究方向为生物分离、微化工及药物载体内的传递现象。
E-mail yunjx@zjut．edu．cn。
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·2076· 化 工 进 展 2015年第34卷
maximal absorption efi ciency was 77．1 6％ at the acetone mass concentration in the waste gas of
1．56~10一。kg／m
．
Key words： microbubble； absorption； size distribution；organic waste gas；porous media
工业有机废气是造成大气污染的重要原因之
一
， 其处理不易。传统化学处理方法如燃烧、化学
催化等易产生二次污染；物理方法如吸附、冷凝、
液体吸收等由于可回用，在工业上应用较为广泛。
微泡吸收废气是将有机废气通入微泡发生装
置，在吸收液中形成废气微气泡， 由于微气泡具有
气液接触面积大、气体传质速率快、液体中停留时
间较长等优点，微气泡中的可溶组分迅速向吸收剂
传递并被吸收，在有机废气处理中有一定的应用价
值。Muroyama等 J以水吸收直径50gm低气速氧
气微气泡，结果表明低速微氧气泡在吸收过程中传
质阻力小，吸收率高；而直径较大的普通气泡吸收
过程中存在气液相平衡关系，液膜阻力大，吸收率
受到一定限制，吸收效率偏低。范轶等 J以微孔板
分布器产生微气泡，处理含有苯酚、丙酮、氢过氧
化物的废水，实验测得气含率是一般传统工艺的2
倍，能够在更短时间内处理废水中80％降解的物
质。Liu等【4】对比传统气泡与微气泡处理染料废水
的效果发现，几十微米的微气泡在溶液中具有很
长的停留时间，数密度大，传质系数是传统气泡
的1．5倍，对废水中颜料和油污的处理效果分别是
传统气泡的2．1倍和1．4倍。徐振华等【5】利用金属
微孔管制造微气泡，在压力为0．1MPa就能生成
20~701xm 的微气泡，而传统气泡法需要0．3MPa
的压力，悬浮物的去除率可达到87．75％。Chu等
利用臭氧微气泡处理印染废水，产生的微气泡直
径低于58gm，在气流量在低于0．5L／rain时，传质
效率是传统气泡工艺的1．8倍，有机物去除率为
1．3倍。
1 买验
1．1 实验设备
实验装置如图1所示。Ultrospec 3300 pro紫外／
可见光分光光度，GE Healthcare；TS 1 000ME高速
动态记录仪，Fastec Imaging；LZB一15转子流量
计，常州热工仪表厂；DF一101S恒温加热磁力搅拌
器，巩义市英峪予华仪器厂；SHB．IIIA 循环水式
多用真空泵，河南省太康科教器材厂； 自制微气泡
吸收装置，内径50 mm、高580 inl"n的圆柱，圆柱
底端内置多孔微孔板，孔径大小3~4gm。
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图1 实验装置图
l一真空泵；2一水浴；3一转子流量计；4一微量进样器；5一微泡吸收
装置；6一高速动态记录仪器；7～ 多孔微孔板；8～ 多孔微孔板放大图
1．2 实验方法
将水浴温度维持在60℃ ，打开真空泵抽气，
维持压力不变，整个系统处于负压下，将空气倒吸
进装有300g水的吸收装置中，气体通过多孔微孔
板后在水中产生大量的气泡。在系统处于稳定状态
之后，微量注射器将丙酮缓慢注射出针尖， 由于丙
酮易挥发，在60。C下瞬间挥发成气态，与空气组
成混合气体， 经过多孔微孔板在水中形成空气一丙
酮的混合气体微气泡，微气泡在上升过程中丙酮被
水吸收。调节转子流量计， 使气流量为0．6～
1．4L／min，控制注射器推动的速度，使混合气体中
丙酮质量浓度 在(7．8O～1．56)x 10一kg／m3。实验过
程中，由于改变空气的气流量会造成真空表压力的
变化，但变化并不大，故本实验中的真空度是平均
值。水温为25℃ ，真空度为0．01MPa。
水中产生的微气泡通过高速动态记录仪拍摄，
微气泡的直径分布是在同一个液面高度下随机统计
100个微气泡得到；水中丙酮的浓度Ca采用紫J'bl
可见光分光光度计测量丙酮在水中的吸光度得到；
表观气速 是通过计算气流量与吸收装置内径截
面积的比值得到。
2 结果与讨论
2．1 丙酮浓度对于微气泡的影响
测量了纯水及丙酮水溶液中微气泡直径大小及
分布。图2(a)是纯水中表观气速为10．2m／s时微气
泡的图像，其平均直径在lO00gm 以上，直径较
大。图2(1))～(d1分别为水中丙酮质量分数(下文简
称浓度)为1％ 、2％、3％ 时， 相同表观气速
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第7期 张小波等：微泡吸收技术处理丙酮废气 ·2079·
pa／mg·m一
图7 丙酮质量浓度对丙酮吸收率的影响
3 结 论
增大而增大，空气一丙酮混合气体中丙酮质量浓度
为1．56x 10一 kg／m 和表观气速为10．2m／s时，吸收
率最高达77．16％。
符号说明
水中丙酮质量分数，％
以广Sauter平均直径，1TI
微气泡直径，m
丙酮吸收率，％
Ⅳ_一微气泡直径分布，％
一表观气速，m／s
— — 空气．丙酮混合气体中丙酮质量浓度，kg／m
用微气泡技术， 以水为吸收溶剂，吸收处理空 丐 义
气一丙酮混合气体中的丙酮，探索了丙酮浓度、表 [1]Muroyama K，Oka Y，Fujiki R，et a1·Transport properties of
观气速对微气泡直径的影响，同时考察了表观气速
．三 ：。 _
及废气中丙酮质量浓度对吸收率的影响，得到以下 [2]MuroyamaK，okaY，FujikiR，et a1． Degradation characteristicsof
结论。phenolic compounds using micro-bubbles of ozonated oxygen[J]．
， 。。 三 吸 !耋 一雾 混宝 J范ou轶Fn，a王lof麒C，he陈m置ica 微En孔gi塔ne式eri曝ng气of用Ja于pa石n,化2废01水2,处4v-． 5理(的9)研：究67Ⅲ8-6．8环4．
体中的丙酮具有可行性， 且具有操作简单、能耗 0 18’ ⋯9
- 12
⋯
．
⋯ ～ ⋯ 一一⋯ ⋯ ⋯ 。
低、无二次污染等优点，也能为处理其他有机废气 [4]Liu S，w，衄g Q H，M H Z，。t a1．Efect。f microbubbl。 on
提供一种新途径。但由于微气泡直径没有足够小， coagulationflotationprocess ofdyeingwastewater[J]．Separationand
传质过程中仍存在阻力且受气液相平衡的影响，吸 尸“ 。 幽 『o ， 。 。' ‘ ： 一 ‘
收率未能达到理想期望，还有待提高。 篙 气泡的研究及气浮
(2)随着丙酮水溶液浓度提高，微气泡的平均 [6】ChuLB，XingXH，YuAF，et a1． EnhaIlced oz0nationofsimu1ated
直径逐渐降低，数量增多；水中丙酮浓度相同的情dyestufwastewaterbymicrobubbles[J]．Chemosphere，2007，68：
况下，微气泡平均直径随表观气速的增大而降低， 1854_l86o-
数量增多。当丙酮浓度在1％～3％范围，表观气速 ’ ’
为i0．2m／s时，用多孔微孔板能产生直径为300～ sparger characteristics on the initial bubble size distribution[J]．
700gITI的微气泡。 尼“ 。 ， 。。 ， ‘ )： · ·
(3)丙酮吸收率随表观气速增大而先增后减， 。T
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最优表观气速下，吸收率随废气中丙酮质量浓度的 andA咖 细 ： ，2008，1(143)：58．63．
(上接第2054页)
【l6]
[17]
[18]
[19]
【20】
秦晓．剩余污泥中蛋白质的分离及其性质分析[D]．天津：天津大
学：20l2．
王宏军，邓旭明，蒋红，等．蒽酮．硫酸比色法检测多糖条件的优
化【J]．中国饲料，2011(4)：39．41．
Chi Y Z，Li Y Y ，Fei X N， et a1．Enhancement ofthermophilic
anaerobic digestion of thickened waste activated sludge by combined
microwave and alkaline pretreatment[J]．Journal of Environmental
Sciences，20I1，23 (8)：1257—1265．
国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水
监测分析方法[M]．第4版．北京：中国环境科学出版社，2002．
孔祥吉．微波与催化氧化组合技术在水处理中的应用【D]．哈尔
[21]
[22]
[23]
[24]
滨：黑龙江大学：2004．
张萌， 肖羽堂，张爱勇，等．高级氧化技术在污泥前置减量中的
研究进展[J]．环境保护科学，2008，34(2)：63．66．
Shanableh A ，Jomaa S．Production an d transformation ofvolatile fatty
acids from sludge subjected to hy~othermal treatment[J]．Water
ScienceandTechnology，2001，44 (10)：129．135．
肖本益，刘俊新．不同预处理方法对剩余污泥性质的影响研究[J]．
环境科学，2008，29(2)：2327—2331．
Yan Y Y， FengL Y， Zhan gC J，et a1．Ultrasonic enh ancement of
waste activated sludge hydrolysis and volatile fatty acids
accumulation at pH10．0Ⅲ ．Water Research， 2010， 44 (1 1)：
3329．3336．

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