膜吸收处理含苯有机废气研究(3)
1.4膜吸收技术
1.4.1膜吸收技术的研究方向
目前膜吸收技术在VOCs的治理领域尚处于起步阶段。其现阶段主要用于对酸性气体的应用研究，其中膜吸收处理二氧化碳技术已取得了一定的成绩[8]~[10]。膜接触器最早应用于血液充氧，1985年，Zhang和cussler[11]首次提出了其用于工业应用的可能。由于中空纤文膜接触器具有巨大的优势和潜力，该技术取得了快速的发展。鉴于膜吸收技术在气体分离领域的独特优势，以及在酸性气体治理领域的研究经验，膜吸收技术可成为现有VOCs废气治理技术的替代技术。目前存在的主要问题是缺乏相应的高效吸收剂以及膜材料的选择等[12]。因此，开展研究膜吸收传质性能研究，加强膜吸收净化有机废气过程及机理的研究，从而为膜吸收技术工业化提供理论与实践基础[13]。
1.4.2系统工艺研究
膜吸收处理中大多采用平行逆流方式。气液两相在膜接触器中的流动方式可分为两类，即液相流经管程、气相流经壳程和液相流经壳程、气相流经管程。由于膜组件内的中空纤文膜空间分布不均匀，导致壳程空隙的空间结构和分布不均匀，从而使得流体在壳程中流动时容易发生堵塞。因此普遍观点认为前一种流动方式可取的较好的传质效率。
1.4.3吸收液的筛选
吸收操作的成功与否很大程度上决定于吸收剂的性质，特别是吸收剂与气体混合物之间的相平衡关系。吸收剂应对分离组分有较大的溶解度和较高的选择性，化学性质稳定，无毒等。在Poddar等人的研究中，均以硅油和传热油作为吸收剂。虽然两种吸收剂对VOCS组分具有较高的吸收性能，但在与疏水性膜材质接触过程中，有机溶剂会侵蚀有机膜，从而改变膜的状态，导致膜相阻力上升，总传质系数大幅下降，装置无法稳定运行。所以吸收剂的筛选工作仍需加大研究力度。
1.4.4膜材料的筛选和膜组件的开发
膜分离效率很大程度上取决于膜性能和膜组件结构。在膜吸收过程中，常用的膜材料是疏水性高分子膜,其目的是为了使膜在操作过程中处于非湿润状态，以获得最小的传质阻力。其中，由于聚丙烯价格低，化学和热稳定性好等优点，而被广泛的应用于膜吸收工艺中[14]。同时由于膜具有较大的比表面积，因此，开发具有大传质比表面积的和促进流体流动的膜组件是很有意义的。常用的膜组件有平板式，螺旋卷式和中空纤文式[15]。进行膜气体吸收时，一般来讲多采用中空纤文膜器作为膜吸收器，其突出优点是制造工艺简单，造价较低。中空纤文膜用很大的膜面积抵消膜过程中传质速率低的特点，可以解决实际工业过程中处理大量物料的需要，从而给膜分离技术在工业生产中的推广应用提供了有利条件[16]。
1.5减压蒸馏技术
减压蒸馏作为一种新型的膜分离技术，至今已在不少领域取得可喜的研究成果。减压膜蒸馏分离原理是被分离物质的热溶液通过分离膜一侧，另一侧抽真空，从而在膜两侧形成传递蒸汽压差，在真空侧产生单一的气态物质，经过冷凝成液体，从而实现溶液的浓缩和分离。目前，对于减压膜蒸馏脱除液相中VOCs的研究，一方面是针对具体对象，开展膜蒸馏技术的应用;另一方面是研究操作条件对分离过程的影响。
1.6 立题意义与研究内容
1.6.1立题意义
伴随着现代工业的发展，在石油、化工、喷涂等行业的生产过程中，释放出大量的可挥发性有机化合物，这不仅引起健康、环境和安全等一系列问题，同时又造成巨大的经济损失。因此，国内外对VOCs废气和液相中VOCs的处理已经进行了一系列的系统的研究。但传统的VOCs处理方法有着多方面的不足，而膜吸收技术则有着回收率高，无二次污染等优势，有着巨大的应用前景。该实验通过实验室规模的研究为进一步的工业化应用打下基础。
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