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VOCS废气处理方法中的膜分离法详解

文章出处:张靖阳TAG标签:废气治理(159)VOCs废气治理(221)行业标准(111) 人气:发表时间:2020-03-22 07:19:09

    如果要了解VOCS废气处理方法中的膜分离法详解,其实讲的主要内容是VOCs废气治理,行业标准,废气治理,环保必须要达标,膜分离法也称渗透法,在有机废气净化中,是借载体空气和有机蒸气不同的渗透能力,或膜对气体混合物中分子的不同选择性而将其分开。 就气体渗透的分离机理而言,通常可区分微孔
膜分离法也称渗透法,在有机废气净化中,是借载体空气和有机蒸气不同的渗透能力,或膜对气体混合物中分子的不同选择性而将其分开。
就气体渗透的分离机理而言,通常可区分微孔膜、无孔膜。在微孔膜情况下, 按照气体分子运动理论,气体分子运动的平均自由路程远比膜的孔径大,物质传递 是通过Knudsen扩散实现的。因此分离效应取决于分子的质量,即小的分子容易 通过,而大的分子被截留。在无孔膜的情况下,主要是膜对一定分子的选择渗透, 因此不只是扩散步骤,而且还有气体在膜表面的吸收,气体通过膜的扩散和气体在 膜表面上的解吸三个步骤。用于气体渗透的半透膜一般要求膜的截留侧维持较高的 压力,从而导致很高的压力损失。因此,通常将膜尽可能做得薄,以及为保持其一 定的机械稳定性,用多孔承载层作为支承底层。
对于有机废气的净化,用微孔膜是不合适的,因为这种膜截留的是少量低浓度 的挥发性有机物,其分子比空气分子大;通过膜的是大量空气,即要在高压、高的 压力损失条件下通过膜。这种膜主要用于分离并得到低分子量的纯气体,如氮或氢。目前有机废气的净化主要采用对碳氢化合物有选择性渗透的膜,即所用的膜要 能阻止小分子,而让一定大的分子通过。通常这种膜是由具有弹性的高聚合物分子 组成,如硅橡胶。通过膜将有机蒸气与载体空气分开时起到关键作用的是物质的扩 散传递速率,它是与膜的厚度成反比,而与分压差成正比;为提高渗透的驱动力, 常在膜的截留侧(废气边)加压,而在渗透侧(有机蒸气浓缩边)借冷却、冷凝或 吸附减压。在实际应用中,通常膜是由多层材料构成的一种复合材料膜,即:①很 容易通过的织物作支承层,例如聚酯;②微孔承载膜作为底膜,或称中间层,例如 聚酰胺聚醍共聚物,膜厚约40Mm,孔宽最大为0.05rm,有机废气的所有组成部 分均可容易地通过;③只能让有机蒸气通过的无孔聚合物膜,例如硅橡胶(聚二甲 基硅氧烷);膜厚一般为0.2〜2^m°图2.10表示了由这三层所构成的复合膜。
有机蒸气渗透膜装置的关键部分是膜元件,常用的有中空纤维膜、平板膜和卷 式膜组件三种。图2. 11为中空纤维型(a)和板式型(b)两种膜分离装置的大致 构造。

中空纤维型[图2.11(a)]的结构类似常见的管束换热器,管束两端与合成树 脂浇铸的管板相连接,分离层膜可涂在管束的内表面,也可涂在管束的外表面。 图2.11(a)表示了废气从管内通过,这样蒸气由管内向外渗透;反之,若分离层膜 涂在管束的外表面,则流动方向与上述相反。板式型[图2.11(b)]的结构与板式 换热器或板式过滤器相似,分离层膜涂在板的两侧,这样蒸气由外向板内渗透,并 通过压差使膜紧贴于板面。板片可由多孔材料做成,板面上开有流道。图2.11(b) 表示废气从板间、并经折流板流过各层膜元件;渗透蒸气则经多孔板流入中央集气 管排出。
一般膜分离过程的应用范围是:有机废气的浓度从每标准立方米10g到几百 克,废气处理量为100〜2000Nm3/h[8]。
迄今为止,在空气净化领域内,膜分离法如同上述的冷凝过程一样,主要用于 回收有价值的有机化合物,而不是以空气净化、达到排放标

准为目的单独用来处理
有机废气。
这里举几个膜分离法处理有机废气的例子。
(1) 从气相法聚乙烯装置的尾气中回收炷类⑴ 原装

置采用先低压冷却、冷 凝,然后再用高压冷凝方法来回收排放气中的1-丁烯和异戊烷。低压冷凝温度为 -10°C,高压冷凝温度为一 10〜一2°C,压力为1000kPao尾气经冷凝回收处理后, 排放到火炬燃烧处理的量仍有1750kg/ho2006年添置了膜分离装置,该装置放在 原高压冷凝器后、缓冲罐前,并采用以聚酰胺聚醍共聚物作底膜、硅橡胶涂层的复 合膜。渗透气返回至低压冷却器前再循环,从而使1 -丁烯、异戊烷经过膜渗透后 的浓度提高了 2〜3倍,1 -丁烯、异戊烷和乙烯的总脱除率达83%。在24t/h的负 荷条件下,炷类回收量增加85.92kg/ho若对整个系统作进一步优化,预计可多回 收炷类120kg/ho
(2) 处理汽油配送站在灌装汽油时排放的含VOC废气® 某汽油配送站为处 理灌装汽油时产生的VOC废气,采用了两级膜分离装置来回收、净化废气。排风 气中VOC总浓度约为450g/Nm3,经膜分离截留后空气中VOC平均浓度仍有5g/ Nm3,回收率约为99%。为使废气排放符合法规,还采用催化燃

烧装置来作最后 净化处理。
(3) 聚氯乙烯生产中回收氯乙烯单体 Goodyear Tireand Rubber公司为回收 一些未反应的氯乙烯单体,通常将排放气先冷却,使容易挥发的单体冷凝分离。从 冷凝器出来的气流中还含有50%的氯乙烯,以前都采用焚烧处理。这样,焚烧损 失的氯乙烯约占生产所需氯乙烯总量的1%,即每年损失有价值的氯乙烯约250to 自从 MTR (Membrane Technology and Research, USA)为该厂安装了膜分离装 置后,氯乙烯单体的回收率达90%〜99%,可回收氯乙烯单体约50〜100kg/h。当 然,最后废气在排入大气之前,还要经过焚烧处理和HC1气体的洗涤。
典型膜分离过程的流程可用图2. 12表示。
 
原料有机废气经压缩后优良入冷凝器,并回收冷凝下来的VOC,未冷凝的废 气进入膜分离装置。通过膜分离,渗透出的有机物返回到原料气中再一起压缩;未 渗透的气体作为净化气排出。在工业应用中,为维持膜两侧具有较大的分压差,通 常在截留侧(废气进入侧)加压,而在渗透侧(有机蒸气凝缩侧)保持负压。 
膜分离技术已成功地用于voc的回收,例如:回收脂肪和芳香族碳氢化合 物,含氯溶剂、酮、醛、月青、酚、醇、胺等大部分有机化合物。特别是石油化工生 产中的尾气、排放气含有机化合物的浓度较高,以前大多送至火炬烧掉,十分可 惜,现在可用膜技术回收。但应指出的是,在一定的任务范围内应用膜分离法可有 效、经济地回收VOC,可作为废气净化的预处理工序;若要达到符合环保法规所 要求的标准,必须用其他净化方法作进一步处理,例如:吸附、生化和热力燃烧等 方法。
 
    以上由催化燃烧设备厂家小编为您介绍了VOCS废气处理方法中的膜分离法详解,主要说的还是VOCs废气治理,行业标准,废气治理的问题,如果需要了解更详细的方案或者报价,欢迎拨打电话:0531-83270456

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