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网球王子图片高清:膜分離技術在廢氣處理中的應用

文章來源: 發布時間:2019-03-18

室内网球场高度 www.othuen.com.cn 膜分離是利用特殊制造的具有選擇透過性的薄膜在外力推動下對混合物進行分離、提純、濃縮的一種新分離方法。外部推動力常見的有:濃度差、壓力差、電位差以及濃度差加化學反應等。膜分離技術能適用于常規分離方法不能經濟、合理地進行分離的過程,具有能耗低、效率高、過程簡單,環境友好等優點。自20世紀60年代工業化后,其應用領域日趨擴寬,并將對21世紀工業技術改造產生產生深遠的影響。


氣體膜分離技術是使原料氣與膜接觸,在膜兩側壓力差驅動下,不同氣體分子透過膜的速率不同,滲透速率快的組分在滲透側富集,而滲透速率慢的氣體分子則在原料側富集。利用滲透速率差,使不同的氣體組分在膜兩側富集實現分離。對不同結構的膜,氣體通過膜的傳遞擴散方式不同,因而分離機理也各異。目前常見的氣體通過膜的分離機理有兩種:其一,氣體通過多孔膜的微孔擴散機理;其二,氣體通過非多孔膜的溶解/擴散機理。    


氣體膜分離技術一出現,就被應用在了廢氣治理領域。例如CO2的分離和回收,SO2的分離和回收,天然氣的凈化和有機蒸汽回收等等。


以有機蒸汽的凈化回收為例:有機蒸汽是工業中經常排放的污染物,其成分大多毒性大,其中氯乙烯、苯、多環芳烴等更是被列為致癌物,對環境和人身體健康會造成極大危害。且有機蒸汽易燃易爆,不安全。但有機蒸汽中的烴類氣體,如烷烴、烯烴等具有較高的回收價值。目前處理方法有4種:燃燒、冷凝、吸附以及膜分離。頭一種屬于破壞法,它將有機蒸汽燃燒轉化成CO2和H2O。后三種屬于非破壞法。冷凝和吸附存在冷凝液和廢吸收劑造成的二次污染問題。


膜分離法使用對有機物具有滲透選擇性的聚合物復合膜。當廢氣與膜材料表面接觸時,有機物可以透過膜,從廢氣中分離出來。為保證過程的進行,在膜的進料側使用壓縮機或滲透側使用真空泵,使膜的兩側形成壓力差,達到膜滲透所需的推動力。原理如下圖所示:


2002年,中國科學院大連化學物理研究所和吉化公司合作進行了現場實驗,采用螺旋卷式膜分離器回收聚乙烯生產過程中排放的乙烯和丁烯單體,取得了較好的效果。


目前國外實驗室研究分離有機廢氣使用的多的膜分離材料是聚二甲基硅氧烷PDMS。它從結構上看屬半無機、半有機結構的高分子,具有許多獨特性能,是目前發現的氣體滲透性能好的高分子膜材料之一。研究人員大多是采用聚楓PS、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚間苯二甲酸乙二酯PEI等材料作為支撐層,使用PDMS涂層堵孔,作為選擇性分離層,選擇性分離有機廢氣/N2或空氣體系,都取得了理想的實驗結果。目前,我國采用膜分離法回收VOCs的工作剛剛開始研究,離實現工業化應用還有一段距離。雖然目前氣體膜分離技術在廢氣治理中還屬于初期階段,但其潛在優勢巨大,前景不可限量。

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