在VOCs治理中二硫化碳的回收解决思路

在VOCs治理中二硫化碳的回收解决思路

在化工、制药、橡胶等行业的生产过程中，二硫化碳（CS?）作为一种常用溶剂，常伴随 VOCs（挥发性有机化合物）排放。其不仅具有毒性、易燃性，还存在较高的资源价值，本文将聚焦吸附脱附溶剂回收工艺，拆解二硫化碳的回解决方案，为相关企业提供技术参考。

 

一、二硫化碳的属性与回收难点

要做好二硫化碳的回收，首先需明确其与常规 VOCs 的差异 —— 这是制定解决方案的核心前提。

1.高挥发性与强吸附性并存：二硫化碳的沸点仅 46.2℃，常温下易挥发，且分子极性较弱，易被非极性吸附材料（如活性炭、分子筛）捕获，但同时也存在 “难脱附” 问题，若脱附不彻底，会导致吸附材料性能衰减。

2.毒性与安全性风险高：二硫化碳对人体神经系统、心血管系统有损害，且爆炸极限范围宽（1.3%~50%），在回收过程中需严格控制温度、氧气浓度，避免安全事故。

3.回收纯度要求高：多数行业（如橡胶硫化、化纤生产）对回收后的二硫化碳纯度要求达 99.5% 以上，若混入水分、杂质，会影响生产工艺稳定性，这对分离提纯环节提出了更高要求。

这些特性决定了二硫化碳的回收不能直接套用常规 VOCs 处理方案，需针对 “吸附 - 脱附 - 提纯” 全流程进行定制化设计。

二、吸附脱附工艺如何适配二硫化碳回收

吸附脱附溶剂回收工艺的核心逻辑是 “先捕获、后释放、再提纯”，针对二硫化碳的特性，需从吸附材料选择、脱附方式优化、提纯工艺设计三个维度突破。

1. 吸附材料：优先选 “高选择性 + 耐老化” 型

常规吸附材料（如普通活性炭、传统分子筛）对二硫化碳的吸附虽有一定效果，但存在吸附容量易饱和、脱附残留率高、长期使用效率衰减快等问题。结合二硫化碳 “易吸附难脱附” 的特性，活性炭纤维（ACF） 凭借独特结构优势，成为更适配的吸附材料选择：

（1）结构与性能优势：活性炭纤维属于新型多孔吸附材料，具有比表面积大（通常达 1500~3000m?/g）、孔径分布均匀（以微孔为主，孔径集中在 0.5~2nm）的特点，能快速捕获二硫化碳分子，吸附容量比常规活性炭高 30%~50%；且其表面官能团丰富，可通过轻度改性（如羟基、羧基修饰）进一步提升对二硫化碳的选择性，减少杂质吸附干扰。

（2）13X 分子筛：适用于低浓度二硫化碳废气（浓度＜500mg/m?），其孔径均匀（约 1nm），能精准捕获二硫化碳分子，且耐高温（可承受 300℃以上脱附温度），适合与高温脱附工艺搭配。

（3）选型建议：高浓度废气（浓度＞1000mg/m?）优先用改性活性炭纤维，低浓度废气搭配 13X 分子筛，若废气中含水分，需前置除湿装置（如转轮除湿），避免影响吸附效率。

2. 脱附方式：“真空 + 低温” 为主，兼顾安全与效率

二硫化碳的易燃性决定了脱附温度不能过高（常规控制在 80~120℃），同时为避免二次污染，需减少脱附过程中的溶剂损耗。目前主流的脱附方案为真空低温脱附：

工作原理：吸附饱和后，对吸附床抽真空（真空度控制在 - 0.08~-0.09MPa），降低二硫化碳的沸点，再通过低温热风（80~100℃）加热，使二硫化碳快速脱附，脱附后蒸汽经冷凝形成液态粗品。

优势：相比传统热风脱附，温度降低 30%~50%，避免二硫化碳高温分解；真空环境减少氧气接触，降低爆炸风险；脱附效率达 95% 以上，溶剂损耗率＜3%。

若废气中还含有其他溶剂（如甲苯、二甲苯），可采用 “多段脱附” 工艺，通过控制温度梯度，实现二硫化碳与其他溶剂的初步分离。

3. 提纯工艺：“精馏 + 脱水” 双管齐下，确保纯度达标

脱附后得到的二硫化碳粗品中常含有水分、轻组分杂质（如硫化氢）、重组分杂质（如高沸物），需通过提纯工艺将纯度提升至 99.5% 以上，满足生产回用要求。

第一步：脱水处理：采用分子筛脱水塔，利用 3A 分子筛（孔径 0.3nm）吸附水分，脱水后二硫化碳的含水率可降至 0.1% 以下，避免水分影响后续精馏效果。

第二步：精馏提纯：采用常压精馏塔，控制塔底温度在 46~48℃，塔顶温度在 45~46℃，通过多次汽液交换，去除轻组分（硫化氢从塔顶排出，经碱洗处理）和重组分（高沸物从塔底排出，作为危废处置），最终塔顶产出纯度≥99.5% 的二硫化碳成品。

关键控制参数：精馏塔回流比控制在 3~5，塔内压力维持常压，若需更高纯度（如 99.9%），可增加二级精馏塔，进一步去除微量杂质。