膜法有机蒸汽回收的工作原理、工艺流程

帆-小白鼠

膜法有机蒸汽回收的工作原理、工艺流程

1.1工作原理

    膜分离机理与其它膜分离过程一样，膜法有机蒸汽回收系统也是利用不同气体分子通过高分子膜的溶解扩散速度不同来实现分离目的，如式(1)：

qI=DI·SI·(piH-piL)L=KI(piH-piL)                                           (1)

    式中：qI———I组分通过单位膜面积的透过速度；

          DI———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；

          piH、piL———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，通常是气体沸点升高，透过速度增大，根据邢丹敏等人的研究发现，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；烯烃类如乙烯、丁烯；烃类及苯等。徐南平等研究人员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，再将压缩的混合气流输入冷凝器冷却，一部分有机蒸汽冷凝，然后流向溶剂储罐供重复循环或再利用，其余的未冷凝部分气体进入膜分离器。

    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。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。

    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。在VOC分析系统方面，有研究认为，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分析系统。

linsunche

感謝分享！

kkcontrarian

请问楼主 一般有哪些高分子膜是能够买到的商用膜 以及这种膜对于不同气体（例如甲烷 氮气 二氧化碳 C2+等等）的渗透系数都是多少呢

独孤凌云

膜分离有机气体的技术成熟了吗？不会出现溶胀等现象吗？

zzzzzz1

kkcontrarian 发表于 2020-3-22 10:13
请问楼主 一般有哪些高分子膜是能够买到的商用膜 以及这种膜对于不同气体（例如甲烷 氮气 二氧化碳 C2+等等 ...

聚砜、聚酰亚胺之类的

linsunche

Thank you a lot.