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浅谈溴甲烷熏蒸尾气净化

发布时间: 2024-03-22 作者: 分享到:
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在国际贸易中,各国为保护本国的资源,对有的进口商品实行强制的检疫制度。熏蒸消毒就是为了防止有害病虫危害进口国森林资源所采取的一种强制措施溴甲烷是一种常用的熏蒸剂。溴甲烷对人是有害的,人中毒后,主要表现为迟缓的神经性麻醉高浓度的溴甲烷气体会损伤人的肺部并引起有关的循环衰竭。所以在溴甲烷的实际熏蒸中,应特别注意不要吸入任何浓度的溴甲烷气体。所以对熏蒸后的溴甲烷进行净化处理,才能保证达到环保要求。溴甲烷的化学性质稳定,不易被酸碱物质所分解,但它能大量溶解于酒精、丙酮、 乙醚、二硫化碳等有机溶剂中;在油类、脂肪、染料和醋等物质中的溶解度也较高。

现有溴甲烷的回收现状

国外提出和研究了一些在熏蒸过程中回收溴甲烷的技术所谓回收是把熏蒸过程中的溴甲烷进行收集和贮藏。由于技术和经济上的原因,目前只有三种回收方法已经商业应用活性碳吸附法、冷凝法和反应性液体吸收法等。通过回收的溴甲烷可能在特定场合中仍排放到大气,也可以在熏蒸装置中循环使用或被销毁。

1、活性碳吸附法

活性碳能吸附较多的溴甲烷。根据活性炭的型号和吸附条件,吸附率可达10-30% (含量)。在熏蒸操作时,将填充活性碳的容器安装在溴甲烷气体排放的出口管道中。当熏蒸处理的最后阶段,含有溴甲烷和空气的混合气体通过活性碳层,将溴甲烷吸附。吸附率主要决定于游离活性碳量。吸附速率则与气体中溴甲烷浓度、气体流速、活性碳性能和温度有关。在低负荷下,回收率可以达到或接近100%。活性炭达到吸附极限后,需要进行吸附剂的再生处理。

2、冷凝/活性炭吸附法

在美国California的一个处理系统,首先使用冷凝方法回收溴甲烷,然后再用活性炭脱除残留的微量溴甲烷,回收的溴甲烷可直接再循环使用。

3、反应性液体吸附法

胺类是典型的反应性液体,它与溴甲烷反应得到非挥发性的甲基化合物。1982年曾经报道了关于采用有机胺和碱,处理观立方米运输容器熏蒸时的残余溴甲烷。但是MBTOC现在不掌握该装置的近况。Mord-kovich等人在1985年也报道了使用亚硫酸钠水溶液作为中和剂,以乙二胺和碳酸钠混合物作为溴甲烷吸附剂,但是也不清楚这一方法是否已达到实际使用。

二、开发中的回收技术

1、新型固体吸附剂日本开发了一种新的吸附剂MBAC,它是活性炭与特定物质胺类的混合物,比单纯的活性炭有更高的吸附能力。该混合物可加工成粉状,当加入到包装材料中,能回收熏蒸物品中慢慢解吸出来的溴甲烷。日本溴甲烷工业协会正在进行评价试验,但是至今还没有废吸附剂的具体处理方法。

2、采用冷冻和冷凝的分离方法用这种方法可以在分装纯溴甲烷的装置中回收能直接使用的溴甲烷。但是,由于熏蒸室排出气体中的溴甲烷浓度低,加上沸点又低,采用冷冻和冷凝的方法在熏蒸过程中回收溴甲烷显得太复杂,成本也很高。

3、臭氧处理/活性炭吸附法美国California开发了一种臭氧处理与活性炭吸附相结合的溴甲烷回收处理方法。首先将熏蒸室出来的气体流,用臭氧氧化直接破坏溴甲烷,然后通过活性炭层进一步脱除未反应的溴甲烷。这一方法在中试验装置中进行了试验,并且很决建立了商业性处理装置,溴甲烷回收率要求达到90%。该法会产生臭氧氧化的溴甲烷碎片并污染活性炭,现在还不清楚处理它们是否存在困难。

三、再生与再循环

①冷凝/活性炭吸附法位于LOS Angeles的装置使用冷凝/活性炭吸附法将溴甲烷进行再生和再循环该装置原有两个真空室,用回收和再循环装置进行了翻新改造。熏蒸操作完成后剩余的溴甲烷,用经洗涤净化的空气稀释。稀释的混合气通过容器冷却后排除,在容器中采用液氮冷却,混合物中大部分溴甲烷被冷凝回收。排出的混合气中残存的溴甲烷,在通过活性炭层时被吸附。设计的装置要求98%的溴甲烷被回收和循环使用。过程中用计算机控制。装置于 1993年末建成。但是由于熏蒸室没有稳定操作使用,仅进行大约30次回收周期,还没有获得投资成本和操作成本,计算出操作效率。

②活性炭吸附法通过加热,将吸附在活性炭上的溴甲烷循环使用,在技术上是可能的。传统做法是将热空气通过活性炭层或改变压力温度和压力交替吸附,用循环空气从活性炭中提出被吸附的溴甲烷。它以高浓度的空气混合物而获得再生,可作为熏蒸剂直接使用。由于系统损失,需要补充溴甲烷以达到适宜的熏蒸浓度。中试研究验证了技术上的可行性。可供直接再循环使用的溴甲烷回收率达95%。因为这一方法中再循环的溴甲烷存在其它气体杂质,基于产品质量和规章制度两方面的考虑,对农产品熏蒸还没有进行示范试验。

③沸石法采用沸石法吸附剂回收溴甲烷的方法已在前面叙述过。初步试验表明,再循环率可达96%以上。

事实上,再循环方法是非常复杂的,而且装置建设费用很高,可以与熏蒸装置的建设费用相等,甚至更高。再循环操作中能源消耗很大,操作费用十分昂贵。而且再循环操作还有很多技术问题,难度较大,实施起来往往难以解决。因此,在许多熏蒸设施中溴甲烷再循环还没有普遍采用。

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