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近年来随着中国工业的发展,大气环境恶化的问题日益突出,特别是工业生产中排放的以苯系物为主要成分的VOCs(挥发性有机化合物),更是对人体健康和环境造成极大的危害,所以如何有效脱除废气中的苯系物的工艺成为近年来研究的热点。本文选用石蜡油作为苯系物的吸收剂,首先采用AspenPlus软件的平衡模型来模拟石蜡油吸收-解吸VOCs的工艺流程,筛选出合适的解吸方法,然后基于传质速率模型研究填料塔内石蜡油吸收苯系物与解吸的传质过程;最后通过外接Fortran程序的方法建立超重力旋转填充床的的单元模型,采用公开文献数据进行验证,进而将该模型应用于旋转床中石蜡油吸收-解吸苯系物的研究,主要结果如下:1、根据石蜡油的蒸馏曲线对石蜡油进行了虚拟组分切割,物性方法选择UNIFAC;进而建立填料塔内石蜡油吸收甲苯的工艺模型。模拟结果表明,液相进料温度越高,吸收效果越差;气相进料温度对甲苯吸收率基本上无影响;塔操作压力越大,吸收效果越好,常压即可满足吸收要求。进气甲苯浓度500ppm,吸收剂温度20℃,气液比为100时,甲苯脱除率为99.99%。2、采用平衡级模型对精馏解吸、汽提解吸和氮气解吸三种方法分别建立吸收-解吸的全流程模型,进行了模拟研究。三种解吸方法处理单位质量甲苯的能耗分别为8.35GJ·kg-1、1.37GJ·kg-1、1.3 GJ·kg-1,本文选择能耗最低的氮气解吸作为解吸方法。3、采用非平衡级模型建立石蜡油脱除苯系物吸收-解吸的全流程模型,研究设备及工艺参数(如填料类型、填料比表面积、填料层高度、塔顶操作压力、气液进料温度和流量等因素)对脱除率的影响规律。模拟结果表明,满足脱除率的条件下,可选择填料为MELLAPAK 350Y,塔顶操作压力1 atm,填料层高度1 m,液体进料流量5L·h-1,单位能耗是0.351 GJ·kg-1苯系物;苯系物中各组分单独模拟和混合物模拟的计算结果表明,苯系物间没有明显的耦合作用。同时获得了苯系物的质量分数、塔压降、持液量和HETP沿填料层高度的分布状况。4、根据填料体积守恒原则和流通截面积守恒原则建立了超重力旋转填充床的单元模型,采用不同的传质系数和相界面模型方程与实验数据进行比较,筛选出了适宜的传质系数关联式(Raoetal.)和相界面积关联式(Luoetal.),误差在12%以内,进而建立了超重力旋转填充床中吸收-解吸的全流程模型,并将其应用于石蜡油脱除苯系物的研究。然后考察了进料浓度、温度、流量、转速等工艺参数对脱除率的影响规律。结果表明,气相甲苯进口浓度、气量、吸收剂温度的增加,尾气中甲苯浓度上升,吸收率下降;随转速增加,甲苯吸收率增加。最后对比分析了旋转床和填料塔内的传质效果,在相同的填料体积及工艺条件下,填料塔和旋转填充床对甲苯的脱除率分别为87.02%和92.35%,旋转填充床的传质效果要优于填料塔,为进一步研究旋转床脱除VOCs工艺的研究提供了基础。