有機溶劑種類繁多，使用廣泛且用量巨大，有機溶劑氣體不經(jīng)處理就排入大氣，不但有毒副作用，還會在大氣的對流層產(chǎn)生酸煙霧、光化學煙霧等，在大氣的平流層消耗臭氧，最終會危害人類和動植物的生命安全。而回收的有機溶劑與空氣的混合氣體經(jīng)有焰燃燒或無焰催化燃燒雖然能起到解毒作用，但仍會產(chǎn)生大量的溫室氣體二氧化碳。因此通過吸收、冷凍冷凝和固體吸附的辦法截留有機溶劑氣體，特別是固體吸附的活性炭和活性碳纖維回收法，才是解決溶劑回收問題的根本辦法。

   1 有機溶劑回收的意義

有機溶劑具有特殊性能，其能直接或間接分散樹脂、顏料或染料等高分子化合物，且不與其反應，成型后又能揮發(fā)出來，因而導致了其在工業(yè)上的用途相當廣泛。不同工業(yè)領域使用不同溶劑情況見表1。 美國現(xiàn)在在用的有機溶劑已達3000多種。1996年估計的不同生產(chǎn)部門排放到大氣中的有機溶劑量見表    2，目前尚未見到我國這方面的統(tǒng)計數(shù)字。

隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，有機溶劑的使用數(shù)量也越來越大。一些大型工廠的日用有機溶劑量為3～4噸；中等工廠為1～2噸；小型工廠約幾百公斤。類型不同但都使用有機溶劑的工廠如集裝箱廠、覆銅板廠、塑料印刷廠、家具廠、化纖廠等等，遍布全國各地。

從表1可見，使用的有機溶劑中有苯、甲苯、二甲苯、氯代烷烴等致癌物，不管是揮發(fā)在室內(nèi)還是在室外，都會對人類和動植物帶來危害。揮發(fā)到大氣中的醛類、烯烴、芳香烴等溶劑氣體在太陽光的作用下，在大氣的對流層（從地面至10km高度）中會反應生成酸煙霧、光化學煙霧等；氯氟烷烴等會逸散至大氣平流層（對流層頂部至50km高度），在太陽光的作用下與臭氧反應（氯對臭氧起催化分解作用），降低臭氧濃度，降低臭氧層吸收太陽紫外線的作用從而降低對地球產(chǎn)生的屏蔽作用，并且還會產(chǎn)生大量的溫室氣體危害人類及動植物。

對有機溶劑氣體的燒毀（有焰）和焚燒（無焰催化燃燒），起初是針對有機溶劑氣體有毒不應直接向空中排放而采取的措施，具體如下： （1）有機溶劑氣體的有焰燃燒

有機溶劑氣體的有焰燃燒是指有機溶劑與空氣混合后因氣體濃度太低（濃度在爆炸極限以下，每立方米氣體含零點幾克至幾克）采用天然氣或霧狀柴油引火，升溫至600℃～700℃，將其燒掉。但有機溶劑氣體的有焰燃燒很難燃燒完全，除了生成二氧化碳和水以外，還會生成副產(chǎn)物氮氧化物，烷烴不完全燃燒會產(chǎn)生烯、炔、一氧化碳和煙塵等有害物質(zhì)。 （2）有機溶劑氣體的無焰催化燃燒

無焰催化燃燒是在有焰燃燒的基礎上發(fā)展起來的，因濃度太低，先用活性炭（蜂窩狀活性炭，見圖1）吸附，再用熱空氣脫附進行濃縮（有機溶劑與空氣混合后氣體濃度在爆炸極限以上），將高濃度的溶劑空氣混合氣體預熱后（溫度在200℃左右）再吹過含貴金屬Pt和Pd的催化劑層（也做成蜂窩狀，見圖2）進行無焰催化燃燒（也可以說是催化氧化），反應條件控制得好時，99.5%以上的混合氣體可反應生成二氧化碳和水。

（2）有機溶劑氣體的無焰催化燃燒

無焰催化燃燒是在有焰燃燒的基礎上發(fā)展起來的，因濃度太低，先用活性炭（蜂窩狀活性炭，見圖1）吸附，再用熱空氣脫附進行濃縮（有機溶劑與空氣混合后氣體濃度在爆炸極限以上），將高濃度的溶劑空氣混合氣體預熱后（溫度在200℃左右）再吹過含貴金屬Pt和Pd的催化劑層（也做成蜂窩狀，見圖2）進行無焰催化燃燒（也可以說是催化氧化），反應條件控制得好時，99.5%以上的混合氣體可反應生成二氧化碳和水。

有焰燃燒和無焰催化燃燒從解毒的角度講，燃燒過后排入大氣的不是有毒的有機溶劑氣體而是無毒的二氧化碳和水蒸汽。這雖基本上解決了有機溶劑氣體有毒污染的問題，但它還會生成大量的二氧化碳，由于溶劑分子里的每一個碳原子都要生成一個二氧化碳分子，因此溶劑巨大的焚燒量決定了會產(chǎn)生巨大的二氧化碳量，而二氧化碳則是造成地球溫室效應的主要氣體之一。由于目前使用溶劑量巨大，如果只用燃燒的辦法來處理原來準備排空的有機溶劑氣體，那么由它們生成的二氧化碳對地球溫室效應的增效將也是巨大的。 同時，有機溶劑氣體燃燒會產(chǎn)生熱量，催化燃燒產(chǎn)生的大部分熱量（約60%）用于預熱通過的溶劑空氣混合氣體（通過熱交換器），另外的部分（約40%）用于加熱熱水（回收熱量），熱水用于生產(chǎn)和生活。企業(yè)每天24小時生產(chǎn)，日處理溶劑量巨大，提供的熱水卻難以用完。而熱量不能得到充分利用，就是極大的浪費。在全球經(jīng)濟大發(fā)展而資源日漸匱乏的今天，應該合理利用資源。因此，燃燒絕不是最佳的解決辦法。 2 溶劑回收的方法

二十世紀六七十年代，我國發(fā)展國防工業(yè)，制造發(fā)射藥等需用醇醚溶劑，當時提出的溶劑回收也是指對醇

醚溶劑的回收。由于乙醇是由糧食制造的，而乙醚又是由乙醇制造的，回收溶劑在那個糧食不夠吃的年代主要是為了節(jié)約糧食。李克燮先生二十世紀末寫的《溶劑回收》[2]一書，主要也是針對醇醚溶劑。 目前國內(nèi)使用的溶劑除醇醚溶劑以外，還有其他品種繁多的大量溶劑。它們除了是由糧食制造的以外，大部分為石油和煤炭的干餾產(chǎn)物。我國的很多工業(yè)部門都大量使用有機溶劑（如表1所示），也都面臨溶劑回收的問題。溶劑回收，顧名思義就是將揮發(fā)到空氣中的有機溶劑空氣混合氣體抽吸回來，經(jīng)過一定裝置的操作，將溶劑氣體截留下來，而讓符合排放標準的廢氣排入大氣。將溶劑氣體截留下來有多種辦法： （1）吸收法

根據(jù)同性相溶的原理，將溶劑空氣混合氣體從下進入設備，通過上淋高沸點且粘度不大的油性液體（譬如廢機油[3]或柴油等）的填料層，氣液逆向對流，溶劑分子被油性液體所吸收并溶解其中。通過調(diào)節(jié)填料層的高度和淋下的油性液體的流量使最后排放的尾氣達到環(huán)保要求。吸收了溶劑的油性液體可直接用作燃料（如重油用于鍋爐燃燒），或通過分餾將溶劑與油性液體分離。采用此法須考慮如下問題：1）混合氣體里的溶劑氣體濃度如太低而風量又較大時，吸收效果不會太好；2）一天24小時生產(chǎn)，回收的含溶劑的油量必定很大，鍋爐燃燒可能會用不完，不用鍋爐的單位其含溶劑的油的安全存放是個問題；3）要蒸餾提純后再投入使用，而蒸餾必須有蒸餾的技術，必須投資建立生產(chǎn)線等。 （2）冷凍冷凝法

有的混合氣體里的溶劑氣體單一，濃度又高（如夏天加油站的汽油罐裝油時，其出氣口排出來的只有汽油蒸氣），且其飽和蒸氣壓隨溫度的變化很大。遇到這種情況，可以采用冷凍冷凝的辦法，即將混合氣體通過蛇管或殼管式冷凝器進行降溫冷凝，溶劑會從混合氣體中變成液體而分離出來，降溫可用氟利昂等制冷劑，也可用液氮蒸發(fā)制冷，根據(jù)回收的需要和條件狀況采用不同的制冷劑。采用此法所回收的溶劑純度很高，不加其他處理即可使用。但如下幾種情況不適用此方法：1）排出氣體量大而溶劑含量偏低；2）飽和蒸氣壓隨溫度的變化不大；3）混合氣體里含多種溶劑氣體，它們的飽和蒸氣壓隨溫度的變化情況不一樣等。

（3）固體吸附法

用做固體吸附劑的有分子篩、活性炭和活性碳纖維。

分子篩由于其微孔較小、價格昂貴、用于氣體干燥而較少大規(guī)模用于溶劑回收生產(chǎn)，多用于氣體凈化。 活性炭是大量用于溶劑回收的吸附劑，從二十世紀初至今仍長盛不衰。活性炭從溶劑空氣混合氣體里截留溶劑氣體的效果較好，又容易為水蒸汽解吸再生而一直獲得應用。對于不易氧化的溶劑氣體，如烷烴類溶劑，可由熱空氣解吸；對于易氧化的溶劑氣體，可由熱惰性氣體如純氮氣解吸等等。目前，采用顆粒狀活性炭回收溶劑仍是國內(nèi)溶劑回收的主流。脫除的溶劑需經(jīng)蒸餾或膜分離達到純?nèi)軇┑臉藴什拍芊祷厥褂?。蒸餾提純一般是1種溶劑用1個塔。

活性碳纖維是二十世紀六十年代發(fā)展起來的用于溶劑回收的一種新型吸附劑，其價格更加昂貴，甚至比分子篩還高得多，但與活性炭相比較[4]，由于其特殊的微孔結構—它主要含微孔（r＜1nm）和少量中孔（1nm＜r＜25nm），而活性炭含大孔（r＞25nm），中孔和微孔，造成其吸附快，脫除快，烘干容易，使用壽命長（一般3年，活性炭一般只有1年），節(jié)約能源（同等溶劑量其解吸和烘干消耗的水蒸汽僅為活性炭消耗量的1/3～1/2），且能實現(xiàn)清潔生產(chǎn)[5]而有光明的前途。其缺點是投資較大。我國從日本進口的照相膠片生產(chǎn)線就配有活性碳纖維吸附器的溶劑回收生產(chǎn)線。國內(nèi)新設計的溶劑回收生產(chǎn)線多用活性碳纖維吸附器；部分原采用活性炭吸附器的老生產(chǎn)線也有改為活性碳纖維吸附器的趨勢[6]。