膜法回收有机蒸汽进展

第34卷第3期2009年3月

环境科学与管理

ENV I R O N M ENTAL SC I ENCE AND M ANAGE M ENT Vol 134No 13Mar . 2009

文章编号:1673-1212(2009) 03-0100-06

膜法回收有机蒸汽进展

王志伟, 耿春香, 安慧

(中国石油大学(华东) 化学化工学院, 山东青岛266555)

摘　要:简要介绍了有机蒸汽(voc ) 的来源、分类及其对人体和环境的危害。介绍了膜分离技术在有机蒸汽回

收中应用的工作原理、工艺设计特点和要求等。简要介绍了几种从VOC 中回收溶剂的方法, 并分析如何进行选择。较详细地论述了蒸汽渗透、气体膜分离、膜基吸收三种膜技术用于废气中挥发性有机化合物去除和回收的研究进展。论述了国外采用膜技术回收废气中VOC 的工业应用情况, 而中国的膜分离法回收VOC 处于起步阶段, 并就今后的发展方向进行了评述。

关键词:有机蒸汽回收; 膜分离; 挥发性有机物; 废气处理中图分类号:X701文献标识码:A

Advance ment for Recovering W ang ei, An Hui

(College of Che m istry &of Petr oleu m of China, Q ingdao 266555, China )

Abstract:The res are intr oduced . The app licati on of me mbrane separati on technique in recovery of VOCs are intr oduced in the working p rinci p le, p r ocessing p r ocess design πs feature and require ment . Three main me mbrane separati on techniques, i . e . vapor per meati on, gas me mbrane separati on and abs or p ti on based on me mbrane, are dis 2cussed in detail with regard t o their research advance ment and technical app licati on conditi ons . Mean while s ome fa mous me m 2brane company πs p r ocessing units involving the recovery of VOCs field are analysed .

Key words:VOCs; recovery; me mbrane separati on; treat m ent of waste gas

前言

随着现代工业的发展, 在挥发性有机化合物(VOC ) 的储存、运输和使用过程中以及在石油、化工、喷涂等行业的生产过程中, 每天都在释放出大量的有机蒸汽, 这不仅是一种资源的浪费, 更重要的是它对我们的环境有着严重的破坏作用, 因此随着全球环境保护问题的日趋突出, 工业气体排放中有机蒸汽的回收正日益受到人们的重视。

VOCs 的来源主要有3个方面:(1) 固定源, 如石油化工及制药等行业排放的废气, 油漆、涂料生产和制革等工艺中挥发的有机溶剂; (2) 移动源, 主要来自汽车等燃油交通工具排放的尾气; (3) 家庭排放的油烟, 含有很多VOCs 。

收稿日期:2008-11-20

作者简介:王志伟(1977-) , 女, 硕士研究生, 讲师, 研究方向:环境污

染问题与防治。

[1]

有机蒸汽的净化回收方法有两类, 一类是破坏性方法, 如燃烧法, 将有机蒸汽转化为二氧化碳和水; 另一类是非破坏性方法, 如碳吸附法、冷凝法和膜分离法, 其中膜分离法是一种新的高效分离方法, 它与传统的吸附法和冷凝法相比, 具有高效、节能、操作简单和不产生二次污染并能回收有机溶剂等优点。刘鹏等

[2]

将VOC 的回收技术分为冷凝

法、吸附法、吸收法和膜分离法。其中吸附法、吸收法和膜分离法是通过采用选择性吸附剂和吸收剂、选择性膜渗透来分离回收废气中的有机溶剂。膜分离法最适合于处理VOC 浓度较高(≥1000×10

-6

) 的物流, 运转费用与物流流速成正比, 与浓度

关系不大。对大多数间歇过程, 因温度、压力、流量和VOC 浓度会在一定范围内变化, 所以要求回收设备有较强的适应性, 膜系统正能满足这一要求

[3]

。表1列出了膜技术、碳吸附及冷凝法的分离

特点。

・100・

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表1　膜法、碳吸附法及冷凝法回收VOCs 的比较

回收方法

适用Φ(VOC ) /×10-6

废气流量/(m 3・h -1)

VOC 回收率, %

二次污染物备　注

不适用于相对湿度大于

50%的废气

碳吸附法20～5000600～36000090～95再生剂废活性炭

冷凝法膜分离法

5000～12000

>500

600～12000050～9090～99

对含沸点小于38℃

VOCs 的废气不适用

无膜的通量较小

) 　　(注:Φ为体积分数的法定符号。

　　总之, 根据有机蒸汽的物理和化学性质, 选择不

同的回收方法或几种方法的组合来回收VOC, 不仅可以减轻环境污染, 还会取得一定的经济效益; 对回收有困难或回收后达不到使用要求的VOC 可采用焚烧法进行处理。但不管采用哪种方法, 要尽量采用清洁生产技术, 避免产生二次污染, 在这方面, 膜分离技术有很大优势。

心部分为膜元件, 常用的膜元件有平板膜、中空纤维膜和卷式膜, 又可分为气体分离膜和液体分离膜等。图1为有机蒸汽膜法回收系统的基本工艺流程, 首先将有机蒸汽和空气混合物压缩到0. 3MPa ～10MPa, , 一部分,

。

1　膜法有机蒸汽回收的工作原理、1. 1　工作原理

, 如式(1) :

q I =DI ・SI ・(p i H -p i L ) L =KI (p i H -p i L ) (1) 式中:q I ———I 组分通过单位膜面积的透过速度;

D I ———I 组分气体分子在膜中的扩散系数; SI ———I 组分气体分子在膜中的溶解系数; p i H 、p i L ———i 组分气体在膜两侧的分压; KI ———I 组分气体通过膜的透过系数。

研究表明, 气体分子在高分子膜中的透过速度与气体的沸点有着密切的关系, 通常是气体沸点升

[4]

高, 透过速度增大, 根据邢丹敏等的研究, 氧气、氮气的透过速度明显小于有机蒸汽的透过速度, 也正是因为如此, 才使膜法有机蒸汽回收成为可能。

通常高分子膜对有机化合物的渗透速度比空气高10～100倍。由于有机蒸汽分子对高分子膜有很强的相互作用, 因此要求用于该系统的分离膜材料对于要分离的有机蒸汽具有一定的耐受性, 以防在使用过程中被有机蒸汽溶胀而使膜性能下降。目前, 能够应用膜系统处理回收的有机化合物有氯烃类如氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯; 氟里昂类如氟里昂-11、氟里昂-12、氟里昂-113和氟氯烃; 烯烃

[5]

类如乙烯、丁烯; 烃类及苯等。徐南平等认为也应加强无机膜的研究。1. 2　工艺设计

膜分离法是一种新的高效分离方法。装置的中

1、混合气; 2、压缩机; 3、冷凝器; 4、膜分离器; 5、排放气; 6、渗透气; 7、液态VOC

图1　有机蒸汽膜法回收流程图

由式(1) 还可以看出, 膜两侧气体的分压差是

膜分离的驱动力, 因此只有保持膜渗透侧的蒸气压力低于膜进气侧的蒸气压力, 才可以实现有机蒸汽通过膜的传递, 该压力差可利用压缩进气或在膜渗透侧用真空泵来达到, 有时也可将两者结合使用, 它们的比较见表2。在有机蒸汽回收系统的设计中, 由于有机蒸汽都是易燃易爆物, 所以设备的安全可靠性非常重要。

表2　各种操作方式的比较

操作方式

加压阻力

操作

紧凑性安全性

费用

操作成本设备成本总评价

) 　　(注:(优) ○-△-×(劣) 。

加压式

×○××○×

真空式○×○○△○

用于有机蒸汽分离的膜组件有中空纤维膜分离

器或卷式膜分离器, 它们各自都有自己的特点, 见表3所示。

・101・

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表3　各种膜组件形式的比较

用于气体分离

的设计要求流动均匀性压降加压阻力密闭性紧凑性总评价

平板膜卷式○△○○△○

板框式△○×△××

中空纤维膜内压式○△△○○○

外压式×○△△○△

) 　　(注:(优) ○-△-×(劣) 。

可见, 有机蒸汽膜法回收系统的回收效率受许

多条件的影响, 如:所分离有机蒸汽的沸点、进气流速、进气浓度、分离器形式及操作方式等。沈培明[6]

等认为, 由吹扫捕集器-气相色谱仪-质谱检测器组成的系统是最为高效实用的VOC 分析系统。

2　常用的处理废气中VOCs 的膜分离工艺

采用膜分离技术处理废气中的VOCs, 具有流程简单、VOCs 回收率高、能耗低、近10年来, , 已有许多成功应用的范例。的膜分离工艺包括:) 、气体膜分离(gas/vapor on, G MS/VMP ) 和膜接触器(me mbrane or ) 等。2. 1　VP 法

80年代末出现的VP 工艺是一种气相分离工艺, 其分离原理与渗透汽化工艺类似, 依靠膜材料对进料组分的选择性来达到分离的目的。由于没有高温过程和相变的发生, 因此VP 比渗透汽化更有效、更节能, 同时, VOCs 不会发生化学结构的变化, 便于再利用。据报道, 德国GKSS 研究中心开发出了用于回收空气中VOCs 的膜。据报道, 当膜的选择性

大于10时, 用于VOCs 的回收具有很好的经济效

2

益, 一个膜面积为30m 的组件与冷凝集成系统, VOCs 的回收率可达到99%。VP 过程常常与冷凝或压缩过程集成。从反应器中出来的含VOCs 的废气通过冷凝或压缩, 回收部分VOCs 返回到反应器中, 余下的气体进入膜组件回收剩余的VOCs 。VP 法回收废气中的VOCs, 常用的膜材料是VOCs 优先

[7]

透过的硅橡胶膜。M. Lee mann 等采用聚二甲基硅氧烷(P DMS ) 中空纤维半渗透膜分离空气中VOCs, 发现二甲苯、甲苯及丙烯酸等的通量是空气的100倍以上, 而涂有硅橡胶皮层的膜, 对VOCs 的选择性却有所下降。同时, 根据试验结果进行的经济可行性分析, 发现在较高VOCs 浓度和较低通量下, VP 工艺比传统工艺有较大的经济可行性。2. 2　气体膜分离法

, 根据混合气体中, 气体膜分离技术已经被广泛应、浓氮以及天然气的分离等工业中。近年来, GKSS 、日东电工以及MT R 公司已经开发出多套用于VOCs 回收的气体分离膜。K . Ohlr ogge 等采用GKSS 膜-平板膜来回收汽车加油站加油过程

2

中挥发的汽油, 当膜面积大于12m 时, 汽油的回收率大于99%。X . Feng 等通过相转化法制得不对称聚醚亚酰胺(PE I ) 膜, 用于VOCs/N2混合体系的分离, 发现该膜对甲苯/N2和甲醇/N2体系具有很好的分离效果, 渗透选择性(JV /JN) 分别达到102413和114711, 远远大于硅橡胶膜的渗透选择性(分别为4614和3014) 。R. W. Baker 等利用开发出的膜, 采用压缩、冷凝与气体膜分离集成系统回收废气中的VOCs, 其流程如图2所示

。

1. 压缩机; 2. 冷凝器; 3. 膜组件

图2　压缩、冷凝与气体膜分离集成系统

　　含有VOCs 的废气经压缩后进入冷凝器, 冷凝

液中含有大量的VOCs, 气体进入膜组件, 透余气中几乎不含VOCs, 可以直接排放到大气中; 渗透气中富含VOCs, 将其循环至压缩机的进口。由于VOCs 在系统中的循环, 回路中VOCs 的浓度迅速上升, 当进入冷凝器的压缩气达到凝结浓度时, VOCs 会被冷凝下来。采用该工艺回收的VOCs 包括苯、甲苯、丙・102・

酮、三氯乙烯、CFC11/12/113和HCFC 123等20种

左右。工业生产中产生的HCFC 123体积分数为613%的气体经过此装置处理后, 排入大气的尾气中HCF1123体积分数为0101%。

常用的VOCs 气体分离膜是有机物可优先透过的硅橡胶膜, 但硅橡胶很难制成机械性能好、皮层薄的膜。W. I . Sohn 等采用等离子体接枝法在聚丙烯

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底膜上接枝六甲基二甲硅醚(H MDS ) , 红外表征及试

验证明, 此膜的性能优于聚二甲基硅氧烷(P D MS ) 膜。2. 3　膜基吸收法

气/液或液/液接触的传统操作方式是通过塔、柱或混合澄清器来实现的。这些操作方式需要两相直接接触, 这样就容易出现乳化、泡沫化、液泛及液漏等现象。膜基吸收是采用合适的膜(如中空纤维微孔膜) 使需要发生接触的两相分别在膜的两侧流动, 两相的接触发生在膜孔内或膜表面的界面上, 从而避免了乳化等现象的发生。与传统的膜分离技术相比, 膜基吸收的选择性取决于吸收剂, 且膜基吸收只需要用低压作为推动力, 使两相流体各自流动, 并保持稳定的接触界面。

[8]

B. Xia 等用硅酮油作为吸收剂, 采用中空纤维膜组件脱除废气中的VOCs 。含有VOCs 的废气走中空纤维膜内, 吸收剂走壳程, 两相在微孔内发生接触, 大量的VOCs 被吸收剂吸收; 吸收剂进入另一个中空纤维膜组件, 通过气提脱附、再生, 膜外侧涂上VOCs , 剂在低压下流失。K . Sirkar 膜基辅助吸收。程的压力, , 当管内压力降到与壳程分压相近时, 再次通入废气, 这样操作会提

[9]

高VOCs 的吸收效率。P . V. SHanbhag 等将2组硅橡胶毛细管膜和一组Tefl on 膜装填在碳氟化物(FC ) 中, 组成一个装置, 称为膜基吸收-吸附氧化集成反应器。在该反应器的运转过程中, 一组硅橡胶膜内走含VOCs 的废气, VOCs 通过膜渗透到FC 相, 与由另一组硅橡胶膜内渗透到FC 相的氧和臭氧发生氧化反应, VOCs 被降解, 产物进入第3组Tefl on 膜内, 并溶解在膜内的水流中, 被带出反应器。采用此装置处理含三氯乙烯的废气, 具有很好的降解效果。

年, 如聚烯烃生产中己烷的回收, 喷漆过程中HCFC -123的回收; 医院中环氧乙烷的回收; 从工业废水的气提废气中回收二氯乙烷; 从加油站回收各种碳氢化合物; 从气雾剂和泡沫塑料等行业排放物中, 回收破坏臭氧层的CFC 和替代物HCFC 等, 这些只是用膜分离法有效回收有机溶剂的部分实例。1996年, 膜技术实现了从工业聚烯烃装置的冲洗气中回收烯烃单体, 这预示着在有机溶剂的生产过程中, 用膜技术来代替部分传统的分离技术, 在技术上已经成为可能。随着高效分离膜出现和膜系统价格的降低, 它会成为一种重要的有机化工生产和有机溶剂的回收手段。

例如, 采用膜分离法回收有机废气中的丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙腈、甲苯等(浓度为50%以下) , 回收率可达97%以上。油化工、、VOC 的有效方法, 越来。. 现在全世界已有近60套膜法VOC 回收装置。日本在过去的十几年中, 在膜法VOC 回收方面已有9套工业装置投入运行, 4套中试装置取得试验结果, 主要用于汽油、乙烷、甲苯、甲烷、二氯甲烷、氯乙烯、乙烯、替代氟里昂的回收, 装置中膜的使用寿命最长的已超过9年。随着能源工业及塑科工业的发展, VOC 的处理回收将变得日益迫切, 从而形成新

[10]

的膜市场。近年来, 德国的GKSS 公司、美国的MTR 公司和日本的日东电工都成功地实现了采用膜技术回收废气中VOCs 的工业化生产, 其主要工业应用列于表4。

表4　采用膜技术回收废气中VOCs 的工业应用

生产厂家

GKSS

气体发生源汽油贮罐聚合原料气弛放气

处理对象汽油蒸汽氯乙烯单体

1, 2二氯乙烯HCFC 123CFC 12CFC 12, 环氧乙烷

处理量

/(m 3・h -1) 100～4000

[1**********]

3　膜法回收VOC 的应用概况

3. 1　概述

MTR

薄膜涂层制冷设备排放气医院消毒气

用膜分离法可回收的VOC 有脂肪族和芳香族碳氢化合物、氯代烃、酮、醛、腈、酚、醇、胺、酸、氯氟烃等, 如丁烷、辛烷、三氯乙烯、二氯乙烯、苯乙烯、丙酮、乙醛、乙腈、甲基溴、甲基氯、甲基异丁基酮、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、甲醇、环氧乙烷、环氧丙烷、CFC -11、CFC -12、CFC -13、HCFC -12等。

膜分离技术已成功地用于许多领域, 许多用其他方法难以回收的有机物, 用膜分离技术则可有效地解决。世界上现已有数十套装置建成并已运行多

—

150～135020～120

5

日东电工汽油罐区石油产品贮罐高分子树脂溶解槽

[11]

汽油己烷甲苯

　　J. McCalli on 开发出了膜分离与冷凝集成系统, 用于聚氯乙烯、聚乙烯及聚丙烯工艺的废气回收处理, 回收率可达90%～99%, 已经应用在Oklaho 2ma 市的V ista Che m ical 等厂家。

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3. 3　控制大气污染方面

[12]

张济宇等认为, 采用挥发性有机化合物(VOC ) 分离膜, 能将污染源排放的体积分数从百分之几到百分之几十的汽油等VOC 蒸气进行回收, 得到液态VOC 产品。回收的方法有常压法和加压法两种。常压法:将被处理的废气送入过滤器, 除去其中的烟雾和粉尘, 然后通过VOC 分离膜将其中的VOC 分离出来。用真空泵将分离出的高浓度VOC 送入回收塔, 回收得到液态VOC 。将未被回收的VOC 蒸气与空气一起再送入过滤器, 进行循环处理。常压法虽比加压法回收废气中VOC 的能力稍稍差一点, 但处理后尾气中的VOC 浓度完全能满足日本对VOC 排放浓度规定的要求。同时, 常压法因运转费用低, 所以在日本被广泛采用。加压法:将被处理的废气送入压缩机, 在提高压力2～3巴的条件下将其送入回收塔, 使其与汽油对流接触, 回收得到液态VOC 。从回收塔出来的未被回收的蒸气, 通过VOC 分离膜, 使其与空气分离, 用真空泵再送入压缩机进行循环处理, 加压法处理废气, 的VOC 浓度完全能满足欧美对VOC 规定的要求。

VOC , 这些促使西方发达国家颁布法令, 控制。1990年美国通过的《清洁空气法案修正案》, 扩大了控制污染物的范围, 将大部分工业生产所用的挥发性有机物列入189种毒性空气污染物。中国的《中华人民共和国大气污染防治法》要求工业生产中产生的有毒气体要进行净化处理, 对可燃性气体要回收利用, 中国的《中华人民共和国大气污染物综合排

(G B16297-1996) , 仅规定13种(类) 有机物放标准》

的排放标准, 将大部分的其他有机物按非甲烷类烃来

3

处理, 并规定了统一的排放标准为150mg/m, 但制订这些有机物的具体排放标准只是时间问题, 如北京等城市已经开始控制汽车排放的尾气。

[13]

3. 4　从工业废气中回收有机溶剂的技术

有机溶剂广泛用于各种工业过程, 如石油化工、制药、印刷、胶粘剂、喷漆等行业。这些溶剂最终以废气的形式排入到大气中, 废气中的挥发性有机溶剂称为VOC, 该类有机物大多具有毒性。有些溶剂则因其稳定性, 能长期稳定地存在于大气中而不分解, 如已被各国列为禁止使用的氯氟化合物CFC 等, 这类溶剂会破坏臭氧层。有机溶剂回收技术和有机溶剂的处理技术有回收法和消除法。回收法主要有吸附法、冷凝法、吸收法及膜分离法, 是通过物理方法, 用温度、选择性吸收剂和选择性渗透膜等来分离回收有机溶剂。消除法有热氧化、催化燃烧、生物氧化及集成技术。主要是通过化学或生化反应, 用热、催化剂和・104・

微生物等将有机物转变成为C O 2和水。

膜分离技术是使用对有机物具有选择渗透性的聚合物膜, 在压力驱动下进行VOC 的渗透分离。该膜对有机蒸汽较空气更易于渗透10～100倍。美国MTR 公司开发了一种新型的膜集成分离系统, 该技术结合压缩冷凝和膜分离两种技术的特点, 来组合实现分离。先用压缩机将进料气提高到一定压力, 然后压缩的进料气进入冷却器冷凝, 部分有机物冷凝下来。离开冷凝器的未凝气体中仍含相当数量的有机物, 并具有很高的压力。将未凝气送到膜分离系统, 有机选择性膜将气体分成两股物流, 脱除了有机物的未渗透侧的净化气, 达到了环保要求而排放到大气中; 渗透物流为富集有机物的蒸汽, 该渗透物流循环到压缩机的进口。该系统通常可以从进料气中移出99%以上的VOC , 该浓度由冷凝器, 离开系, 含较高浓。膜分离技术是一种”。

综上所述, 从工业排放的有机废气中回收有机溶剂, 不仅可以解决环保问题, 同时也回收了资源, 并可为企业带来经济效益。通过正确选择和组合现有的回收技术, 可以更有效而经济地回收有机溶剂。对于那些在回收溶剂的同时, 不会带来二次污染的技术(如膜技术) , 应更加注意。

[14]

3. 5　有机蒸汽/氮气混合气膜法分离

有机蒸汽(VOC ) /氮气混合气膜法分离过程是

[14]

气体分离膜应用的又一分支, 李晖等从理论上证明膜法分离有机蒸汽/氮气混合气的可行性, 用实验结果证明了该过程的可行性, 同时考察操作条件对脱除率的影响。

在化工产品的生产过程中, 经常要排放一些含有机物质的气体, 这些气体通常是惰性气体(氮气、空气) 和烷烃、烯烃等有机气体或它们的蒸气组成的混合气。这类排放气的传统处理方法有催化燃烧和活性炭吸附等。随着膜技术的发展, 可以实现混合气的分离, 它不仅可以回收附加值高的烷烃、烯烃等有机气体, 而且惰性气体(氮气、空气) 也可以回用, 其经济效益可观。膜分离技术与传统方法相比, 具有高效、节能、操作简单和不造成二次污染等优点。在80年代有机蒸汽分离与回收装置已开始工业化, 如美国MTR 公司、德国GKSS 公司及日本日东电工等公司, 根据分离对象, 建立不同的有机蒸汽分离与回收装置。1996年,MT R 公司在荷兰建立一套有机蒸汽分离与回收装置用于聚丙烯生产过程, 从树脂清洗气中回收丙烯单体。该装置的处理量1

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200m /h, 设计上基本实现闭路循环, 微量排放, 这

样不仅保护环境, 而且资源得到再利用, 因此这个装置获得1997年美国“Kirkpatrick Che m ical Engineer 2ing Achieve ment Award ”奖。这套装置的建立, 使人

们进一步认识到有机蒸汽的分离不仅应用在环保领域, 而且在石油化工中也有广泛的应用。大连化物所对膜法分离有机蒸汽/氮气混合气过程作了多年研究, 并在吉化建立一套有机蒸汽/氮气混合气的分离实验装置, 分离效果明显。实践证明:膜法分离有机蒸汽过程操作简单, 运行稳定, 在石油化工行业具有很广阔的发展前景。

[15]

李晖等认为, VOC /N2膜分离过程中, 应采用硅橡胶做分离层, 耐有机溶剂的材料做支撑层, 如P AN, PE I (聚间苯二甲酸乙二酯) , P I (聚酰亚胺) 等; 在VOC /N2膜分离的过程设计中, 采用低温或高压条件有利于脱除率的提高, 原料气中VOC 的浓度, 以及在渗透侧抽真空都对VOC 的脱除率有影响; 利用膜法回收有机蒸汽流程简单, 操作方便, 为进一步开发和完善有机蒸汽膜法回收过程奠定实验基础。

[16]

3. 6　DS M 公司在荷兰, 该系统(R ) 设计, 可以从装置中回收丙稀并循环用于聚合, 过程回收的氮气将用于从聚合物产品中脱除未反应的单体。该聚丙烯装置采用阿莫科/氮气(日本) 公司工艺, DS M 公司设置的这套称为Vaporsep 系统是同类设施中的最大者, 膜法Vaporsep 技术比其它方案(包括变压吸附) 具有经济上的优点。预计偿还期为一年, 每年节约丙稀和氮气可达100万美元。

该系统可以分离和循环树脂脱气时生成的气体。在生产过程中, 聚合物颗粒用氮气驱动以脱除未反应的单体和其他挥发性烃类, 脱气过程的排气一般烧去以废弃未反应的单体和脱气用氮气。在丙稀回收系统中, 气体混合物被压缩后再送往膜分离单元。膜分离单元将混合物分成两股气流:(1) 贫含单体的气流, 循环至脱气过程; (2) 富含单体渗透气, 压缩并送至第二膜单元, 第二膜单元将气体分成另一股贫含单体气流和含90%-95%单体的气流, 后者净化并循环至聚合过程。该膜法分离单元的能

32

力为21m /min, 拥有膜面积约279m , 该系统包含约50个膜组件, 分布在2. 5个蒸气分离单元中。

性有机蒸汽的回收, 具有很高的经济效益和良好的社会效益。有机废气中VOC 的回收问题, 现在已经有了切实可行的解决方法, 采用炭吸附法和膜分离法可以回收大部分VOC 。目前, 在中国, 粒状活性炭法和活性炭纤维法已经实现了工业化; 膜分离法回收VOC 刚刚开始研究, 实现工业化还有一段距离。膜分离法在物流流量和VOC 浓度方面适应范围较宽, 弥补了炭吸附法和冷凝法的不足, 扩大了VOC 回收的种类, 为各行业有机废气中VOC 的回收提供了一种切实有效的方法, 具有广阔的应用前景。

展望:工业膜分离法应用增长最大的领域可能是控制空气和水的污染。去除空气中的VOC (1%～5%) 和从空气中回收氮可能是气体分离膜最有发展前途的增长领域。废水处理中清除重金属、油。

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4　结束语

通过上述对VOCs 来源、国内外VOCs 废气排放状况的分析以及对国外采用膜技术回收废气中VOCs 的工业应用情况的介绍得知, 蒸汽渗透、气体膜分离和膜基吸收技术及其集成工艺可以用于挥发

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