该废气处理技术是一（yī）种新型高效分离技术，装置的中（zhōng）心（xīn）部分为膜（mó）元件，常用的膜元件（jiàn）为平板膜、中（zhōng）空纤维（wéi）膜（mó）和卷式膜，又可分为（wéi）气体分离膜和（hé）液体分离膜等。气体（tǐ）膜（mó）分离技术利用有机蒸气与空气透过膜的能力不同，使二者分开。该法已成功地应用于许多（duō）领域，用（yòng）其它方法难以回收的有机（jī）物，用该法可有效地（dì）解决（jué）。用该法回收（shōu）有机废气中的丙酮、四氢呋喃、甲醇、乙睛、甲苯等(浓度为50%以下（xià）)，回收率可达97%以上。

膜分离法（fǎ）最适合于处理VOCs浓度较高的废气（qì），对大多数间歇过程，因（yīn）温度、压力、流量和VOCs浓度会在一定（dìng）范围内（nèi）变化，膜系统的（de）设备有（yǒu）较强的适应性，。近几年来，国（guó）外的（de）实验室研究分离VOCs使用得最多的膜分离材料是聚二甲基硅氧烷PDMS。它从结构上看属（shǔ）半无机、半有机结构的（de）高（gāo）分（fèn）子，具有许多（duō）独特性能，是目前发现的气体渗（shèn）透性能好的高分子膜（mó）材料之一。研（yán）究人员大多是采用聚枫（fēng）PS、聚偏氟乙（yǐ）烯(PVDF)、聚（jù）间苯二甲酸（suān）乙二酯PEI等材料作（zuò）为支撑层，使用PDMS涂（tú）层堵孔，作（zuò）为选择性分离（lí）层，选择性分离VOCs/N₂或空气体系，都取（qǔ）得了理想（xiǎng）的实（shí）验结果。

1、 膜分离工艺

实验装置包括原料气发生装置以及膜（mó）分离装置两个部分。空气由空气泵（bèng）鼓入原（yuán）料（liào）液罐形成VOCs饱和蒸气进入混合（hé）器中，由（yóu）另一股空气稀释至所需浓度进入（rù）膜分离装置（zhì），经过（guò）膜的分离过程，大部分的（de）VOCs在真空泵提供的压力差下透过膜形（xíng）成浓的（de）渗透气进入冷凝装置冷凝，含少量VOCs的（de）空气成为尾气排出。进入膜分（fèn）离装置的原料气以及尾气浓（nóng）度由气相色谱分析得到（dào），原料气、尾气及渗（shèn）透气的压力由压（yā）力表示（shì）数（shù）读出。

膜过滤分离装（zhuāng）置示意图（tú）

2、分离膜材料

分离膜的材料包括有机高分子材料和无机材料。无机材料如金属、金属氧化物、陶瓷（cí）和分子筛等制成的膜为无机膜。虽（suī）然无机膜具有耐高温（wēn）、结构稳定、孔径均一、化学（xué）稳定（dìng）性好、抗微生（shēng）物腐蚀能力强（qiáng）等优点（diǎn），但（dàn）由于制造成本相对较高（gāo），且制（zhì）造大面积稳（wěn）定的、具有良好性能的膜比（bǐ）较困难：因此，无机（jī）膜在气体分离（lí）过程中的应用除（chú）了（le）氧化铝膜分离铀同位素已经（jīng）工业化外，其他均还处于试验室水平，大部分还局限在膜的制备、分离性能表征和传质机理方面。

有机高分子材料是各（gè）种合（hé）成膜的主要膜材料。在气体分离膜领域，已（yǐ）经应用的高（gāo）分子膜材料有聚酰亚胺（PI），乙（yǐ）酸纤维素（CA），聚二甲基硅氧（yǎng）烷（PDMS），聚砜（PS），聚（jù）碳酸（suān）酯（PC）这些材料或（huò）具有高渗（shèn）透性、低选择性或具有低渗透性、高选择性，使（shǐ）得这些材料开发的气体（tǐ）分离膜（mó）在石油（yóu）炼制等某些（xiē）特殊领域应用（yòng）受（shòu）到限制。

有（yǒu）机硅是具有良好（hǎo）前景的高分子膜材料（liào），已开发出许多实用化或优秀的分离膜。尤其是在气体分离方（fāng）面，有机（jī）硅膜材料的研究和开发一直是个热（rè）点。有机硅的Si-O键能比（bǐ）C-C键高，Si-C键与C-C键的键能差不多（duō）（Si-O=106kcal/mol，Si-C=78kcal/mol，C-C=83kcal/mol，1kcal/mol=4.18J），且具有负离子性（电负性Si=1.8，C=2.5，O=3.5）。这些赋予了有机硅材料耐热、不易燃、耐电弧的性能。

有（yǒu）机硅聚合物疏水（shuǐ）、耐热、具有良好的（de）机械强度和化学（xué）稳定性，对醇、酯、酚、酮、卤代物、芳（fāng）香烃、吡啶（dìng）等有机物有良好的吸附选择性，是至今研究最多的高分子膜材料之一，包括聚二甲（jiǎ）基硅氧烷（PDMS），聚三甲基硅丙炔（PTMSP），聚乙（yǐ）烯基三甲基（jī）硅烷（PVTMS），聚乙烯基（jī）二甲基硅烷（（PVDMS）等。有机硅聚合物膜属于橡胶态（tài）或玻璃态合成高分子（zǐ）膜，其材料是链状结构（gòu）的杂链（liàn）化合物，主链（liàn）为O-Si-O，侧基为有机基团（tuán），非极性。由于其聚合结构中的Si-键的高键能和负离子性特（tè）点使其兼具（jù）有有机高分子和无机高分（fèn）子材料的双重特性。硅（guī）橡胶（jiāo）材料耐（nài）热（rè），不易燃（rán），耐电弧，聚硅氧烷链状（zhuàng）分子的料液结（jié）构呈螺旋状（zhuàng），加上硅原子体积较大，使链中（zhōng）自由空间体积较大，聚合分子间的（de）作用力很小，内聚能密度小，结构疏松，有（yǒu）利于其它物质（zhì）分（fèn）子在其中溶解（jiě）和扩散。

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