挥发性有机物废气的膜法处理工艺研究进展

料生产和制革等工艺中挥发的有机溶剂；（!）移动源，主要来自汽车等燃油交通工具排放的尾气；（）家庭排放的油烟，含有很多!#$。表#常见的可回收的!#$［#］类别!#$脂肪类碳氢化合物芳香类碳氢化合物氯化碳氢化合物酮、醛、醇、多元醇醚、酚、环氧类化合物酯、酸类化合物胺、腈类化合物其他丁烷、戊烷、正己烷、庚烷、辛烷苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烷、二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基酮、甲醛、乙醛、甲醇、异丙醇、异丁醇乙醚、甲醚、苯酚、环氧乙烷、环氧丙烷乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸二甲基甲酰胺、丙烯腈氯氟碳化物（#%#$）、氯氟烃、甲基溴!!#$的排放状况表!特定区域内空气中!#$的质量浓度［$］&’(&!#$中国!意大利!!前苏联德国!!!脂肪烃庚烷%)%!$%)%#辛烷%)%&%)%%’壬烷%)%(%)%%(#癸烷%)#%%)%%)!，(*二甲基己烷%)%(%!*甲基辛烷%)%#)庚烯%)%#)%)&(*甲基*#*戊烯%)%*芳香族苯%)%*%)%(&%)*%)%化合物甲苯%)#%$%)#*%))%)%$$乙苯%)%$(%)%!%)%#’二甲苯%)#&)%)%%%)%$)苯乙烯%)%#醇类辛醇%)%(%，*二甲基戊醇%)%)*其他戊己醚%))!*乙基*(*戊醛%)%%(邻戊羟胺%)%!#，*二氧戊环%)%!#!某化工厂区大气中浓度。!!罗马市街区大气中最高浓度。!!!生活区大气中浓度。资料报道，#’**年全年加拿大!#$的排放量为#))+#%)$)%+#%)+［］，#’*)年全年西德!#$的排放量为%)’$+#%)+［(］。我国目前尚无具体的!#$排放数据报道，但根据有关世界环保组织的报道，世界范围内污染最严重的#%个城市中，我国就占了&个，由此可见我国的!#$排放和控制都亟需改善。表!列出了我国某化工生产厂区以及德国、意大利、前苏联一些街区及不同室内条件下空气中!#$的浓度。我国尚未见有街区或生活区!#$浓度的测试报道。!#$膜分离技术的特点传统的!#$处理工艺，包括气提法、吸附—吸收法、氧化法、需氧—厌氧生物处理法、蒸馏法等。气提法和蒸馏法主要用于废水中高浓度!#$的脱除或回收，对低浓度!#$的处理很困难。在处理有机废气的工艺中，吸附—吸收法去除率高，工艺成熟，因而应用广泛，但是由于该工艺要求进口废气中!#$的浓度很低，且脱附工艺和吸收剂的再生成本较高。氧化法对!#$的处理彻底，但很容易产生二次污染。采用膜分离技术处理废气中的!#$，具有流程简单、!#$回收率高、能耗低、无二次污染等优点。近#%年来，随着膜材料和膜技术的进一步发展，国外已有许多成功应用的范例。常用的处理废气中!#$的膜分离工艺包括：蒸汽渗透（,-./0.10&1*-+2/3，!4）、气体膜分离（’-$(,-./0&1&50-31$1.-0-*+2/3，678(!74）和膜接触器（&1&50-319/3+-+/0）等。表列出了膜技术、碳吸附及冷凝法的分离特点。!)!4法*%年代末出现的!4工艺是一种气相分离工艺，其分离原理与渗透汽化工艺类似，依靠膜材料对进料组分的选择性来达到分离的目的。由于没有高温过程和相变的发生，因此!4比渗透汽化更有效、更节能，同时，!#$不会发生化学结构的变化，便于再利用。据报道，德国6:88研究中心开发出了用于回收空气中!#$的膜，图#列出了该膜对;!中混入的一些常见的少量!#$的选择性［)］。·)&·化工环保!%%!年第!!卷万方数据表!膜法、碳吸附法及冷凝法回收!#$的比较回收方法适用!（!#$）%#$%&废气流量%（&!·’%#）!#$回收率，(二次污染物备注碳吸附法’$($$$&$$!&$$$$)$)(再生剂，废活性炭不适用于相对湿度大于($(的废气冷凝法($$$#’$$$&$$#’$$$$($)$对含沸点小于!*)!#$的废气不适用膜分离法+($$)$))无膜的通量较小注：!为体积分数的法定符号。图#*+,,膜对-’中一些常见的少量!#$的选择性据报道，当膜的选择性大于#$时，用于!#$的回收具有很好的经济效益，一个膜面积为!$&’的组件与冷凝集成系统，!#$的回收率可达到))(。图’!.过程与冷凝过程的集成系统#/反应器；’/前置冷凝器；!/膜组件；,/真空泵；(/冷凝器!.过程常常与冷凝或压缩过程集成，其与冷凝过程的集成系统如图’所示［-］。从反应器中出来的含!#$的废气通过冷凝或压缩，回收部分!#$返回到反应器中，余下的气体进入膜组件回收剩余的!#$。!.法回收废气中的!#$，常用的膜材料是!#$优先透过的硅橡胶膜。0/1’23&45等［-］报道了在聚丙烯中空纤维底膜上通过等离子体接枝聚硅氧烷活性层的装置，在实验室及试验工厂中，用来脱除废气中的甲醇、甲苯、丙酮以及氯仿。6