[發(fā)明專利]一種廢氣資源化處理裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810019479.8
• 申請日: 2008-01-16
• 公開（公告）號: CN101298014A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱振中;王志良;劉天明;張美軍
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/18;B01D53/22
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務(wù)所
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術(shù)領(lǐng)域

一種廢氣資源化處理裝置，屬于廢氣回收利用的資源化處理和裝置、及膜吸收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外對廢氣的治理比較偏重于吸收(物理吸收或化學吸收)、氧化(催化)分解、生物降解或燃燒，不僅處理效率低，而且大多數(shù)處理方法都是破壞性的，不能有效地利用廢氣這一寶貴資源。有關(guān)對廢氣回收利用的資源化處理技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的研究比較少，因此研究和開發(fā)出處理效率高、設(shè)備簡單、運行費用低的廢氣資源化處理技術(shù)和裝置勢在必行。

本發(fā)明所涉及的廢氣資源化處理裝置的核心是采用具有效率高、能耗低、無二次污染產(chǎn)生的膜吸收技術(shù)來實施廢氣的資源化處理。

膜吸收法與傳統(tǒng)的氣液接觸吸收相比有諸多優(yōu)點。傳統(tǒng)的氣液接觸器如填料塔或除氣器的體積大，耗資多，操作條件受限制，其傳質(zhì)面積通常在5～20m²·m^-3，流量小時有干接觸面，實際有效面積小，吸收效率低，而且需要在相對穩(wěn)定狀態(tài)下操作，難以控制氣、液流速。而膜吸收法中，氣液兩相是在微孔膜表面開孔處的兩相界面上相互接觸而進行物質(zhì)吸收，氣液接觸面大(膜吸收器的傳質(zhì)面積可達10³～10⁴m²·m^-3)，因而傳質(zhì)快，能耗低。膜吸收過程中吸收液與氣體之間不直接接觸，可以對氣、液流速分別控制，氣液兩側(cè)壓降小，不會產(chǎn)生液泛、霧沫夾帶、溝流、鼓泡等現(xiàn)象。此外，膜吸收器的體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，易于放大，較易實現(xiàn)工業(yè)化。與吹脫(汽提)技術(shù)和生化法等其它處理方法比較，膜吸收法的最大特點是：在常溫、常壓條件下，集高效分離和濃縮于一體，具有能耗低、無二次污染和可實現(xiàn)廢氣的資源化等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種廢氣資源化處理裝置，核心是采用具有效率高、能耗低、無二次污染產(chǎn)生的膜吸收技術(shù)來實施廢氣的資源化處理，實現(xiàn)廢氣中有用組分的回收利用。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種廢氣資源化處理裝置，由n個中空纖維膜接觸器所構(gòu)成，中空纖維膜接觸器的結(jié)構(gòu)為：中空纖維被封裝在一個ABS塑料圓柱中，制成類似列管式熱交換器那樣的中空纖維膜接觸器，中空纖維采用疏水微孔材料：聚四氟乙烯、聚丙烯或聚偏四氟乙烯，中空纖維膜接觸器的徑高比為0.1～0.3，裝填密度為0.1～0.6，中空纖維微孔孔徑為0.02～0.3μm；中空纖維膜接觸器的管程下端設(shè)廢氣入口，中空纖維膜接觸器的管程上端設(shè)廢氣出口，中空纖維膜接觸器的殼程側(cè)面下端設(shè)吸收液進口，中空纖維膜接觸器的殼程側(cè)面上端設(shè)吸收液出口；各級吸收液進口并聯(lián)、各級吸收液出口并聯(lián)，吸收液由恒流泵自吸收液循環(huán)槽通過吸收液進、出口管路進行循環(huán)；各級廢氣進出口進行串聯(lián)，前一級的廢氣出口連接下一級的廢氣進口，最末一級的廢氣出口為放空口；

被處理廢氣被導入第1級中空纖維膜接觸器的管程下端廢氣入口，沿中空纖維膜管腔-管程-流至上端廢氣出口，再依次進入第2級、......、第n級，直到尾氣達標后放空；吸收液由恒流泵自吸收液循環(huán)槽同時打入第1級、第2級、......、第n級膜組件的殼程側(cè)面下端吸收液進口，在中空纖維膜的管外-殼程-流動，從殼程側(cè)面上端吸收液出口流回循環(huán)槽；透過中空纖維膜的氣體為殼程中的吸收液所吸收，如此反復循環(huán)，直到吸收液中被吸收組分達到預定濃度為止，這樣，廢氣中被吸收組分得到了回收利用，實現(xiàn)了資源化。

所述的廢氣資源化處理裝置，是由n為1～5個中空纖維膜接觸器所構(gòu)成。

膜吸收技術(shù)處理、回收廢氣的原理可用如圖1來說明。

疏水微孔膜把廢氣A(或廢氣中含某種氣體A)和吸收液(B)分隔于兩側(cè)。該膜的特征是疏水性和微孔性，膜的疏水性使得吸收液在膜的右側(cè)流動而不會滲入膜微孔，膜的微孔性使得進入膜微孔中的氣體與吸收溶液之間有著很大的接觸面積。由于膜兩側(cè)間存在著一個氣體的濃度差，在這一濃度差的推動下，廢氣沿膜微孔向吸收液側(cè)擴散，A在吸收液-微孔膜界面上為吸收液(B)所吸收，并迅速反應(yīng)生成不揮發(fā)的物質(zhì)(C)而被回收。由于A與B的反應(yīng)非常快，因此在吸收液中的氣體的濃度始終為零，即膜兩側(cè)始終存在著氣體的濃度差。只要吸收液有足夠濃度，廢氣就會源源不斷的向吸收液中轉(zhuǎn)移，直到廢氣的濃度降至接近零(或預定濃度)。與此同時，吸收液中物質(zhì)(C)的濃度不斷升高。當C的濃度達到一定時，就可濃縮回收，從而實現(xiàn)了廢氣處理的資源化。