挥发性有机物废气的膜法处理工艺探讨范文

摘要：大气污染日益加剧，废气大量来源于工业废气，挥发性有机物废气（VOCs）则是工业中最难处理的工业废气，如何处理大气污染成为一个重要的课题。主要对污染来源，膜技术的基本原理及工艺、方法分类，应用概况进行探讨，得出了此工艺未来发展前景广阔的结论。

关键词：挥发性有机物；废气；大气环境

随着工业领域的不断发展，为解决大气污染问题，如何处理废气显得尤为重要，我国也对污染问题十分重视，近年来不断推出相关政策指导处理污染问题。有机废气处理困难，但必须得到控制。

1废弃污染来源

大气污染的来源主要分为固定源与移动源。固定源指一些有机溶剂的废气排放，如生产制革、制药、石油化工，或家庭油烟的废气排放等；移动源主要是机动车的尾气排放。

2分类及其优势

目前，采用破坏性法或回收法这两类方法来处理挥发有机物废气。破坏法通过燃烧废气发生化学反应分解为无害的的气体；回收法则分为吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法。膜分离法是用一张具有选择性的膜来分离废气中的挥发性有机物，它是一种十分高效的废气处理法，适合处理浓度较高的废气。一般情况下，废气大多在间歇过程中浓度、温度、压力、流量都会发生变化，膜分离法的处理能满足废气回收设备适应性强的要求。而它不仅能回收有机溶剂，还具有高效、节能、操作简单的特点，并且不会产生二次污染。

3基本原理和基础工艺

3.1原理

机理与其他膜法回收分离过程有很多的相同之处，不同的气体通过高分子膜时，扩散速度[见式（1）]有所不同，就能达到分离目的。Qi=DixSix（PHi-PLi）L=Ki（PHi-PLi）（1）注：i表示i组，Qi为透过单位面积的速度值；Di为气体在膜中的扩散系数；Si为在膜中的溶解系数；pi、pLi表示气体分压；Ki为透过系数。据资料，气体分子沸点的高低对气体分子在高分子膜中的透过速度有着重大的影响，通过的速度与气体的沸点成正比。不同气体的实验中，有机蒸汽的透过速度高于氧气、氮气，高分子膜渗透有机化合物的速度远大于渗透空气的速度，差距在10~100倍，由此可以看出回收挥发性有机物采用膜法的回收价值。

3.2基础工艺

膜元件是膜分离法设备的核心部分，膜元件多种多样，根据处理对象相态的不同划分有气体膜和液体膜，但常分为平板膜、中空纤维膜、卷式膜。

3.3流程

首先压缩挥发性有机物和空气混合物，压缩数值为0.3~10MPa，后进入冷凝器中冷却，其中少部分冷凝后重复循环或再利用，部分气体未冷凝则进入膜分离器，挥发有机物被送回入口处，重新加入冷凝分离循环。这样一来，可回收与不可回收的气体被分开，可回收的挥发性有机物回收利用，不可回收的则排出系统。有机膜法的分离回收效率受到多种条件限制，有挥发有机物的沸点、流速、浓度、操作方式、分离器的形式等。而在一些资料中我们可以了解到。

4常用方法

随着技术水平的不断提高，国内外近十年的发展中出现了多种范例和工艺：蒸汽渗透、气体膜分离法和膜接触器等。

4.1蒸汽渗透（VP）法

出现时间为20世纪80年代末，原理依靠膜对有机气体的选择性，过程为冷凝或压缩过程集成。有着有效性高、节能的特点。在VOCs浓度较高与通量较低情况下，经济可行性较高。

4.2气体膜分离法

原理为混合气体的不同组成成分在压力推动下通过膜的速率不同达到有机质的分离。但机械性能好、皮层薄的硅胶膜制作十分困难，限制了分离效果。

4.3膜基吸收法

传统的气液或液液操作方式有乳化泡沫化，容易出现泡沫化等异常现象。而膜基吸收法是使两相在膜的两侧，发生反应仅发生在膜孔内或表面，也就避免了异常问题的出现，而且膜基吸收效率高、能耗低，只需保持流体的低压推动力，保持接触面即可。5应用概况在世界范围内，不同类型的膜法回收装置有接近60套。日本在VOCs回收的装置有9套，其中4套已有实验成果，使用时间最长的超过9a，回收汽油、甲烷、乙烯等有机物。回收膜市场在近年来能源工业的高速发展下需求日益扩大，VOCs的回收处理在未来发展中前景也十分可观。近年来许多公司都成功将回收有机废气中的有机物再利用，实现再生产。

6结束语

通过本文对VOCs的来源，基础工艺及其原理，工业应用及发展前景的情况介绍中可以得知，在大气污染日益严峻的形势下，多种成熟的膜法处理工艺可以很好地回收废气中的挥发性有机物并应用于再生产，具有良好的环保效益、社会效益及经济价值。

参考文献

[1]温志刚，张桂华.挥发性有机物治理技术进展[J].煤炭与化工，2016，39（8）：11-14.

[2]李实，葛芳君，迟志明.石油化工厂挥发性有机物（VOCs）废气处理工艺探讨[J].化学工程与装备，2017，（9）：314-316.

[3]杨秀竹.对挥发性有机废气治理技术的研究[J].环境科学与管理，2016，41（9）：96-100.

作者:尹刘明 单位:江苏蓝丰生物化工股份有限公司