蒸汽渗透膜分离技术的研究现状及其应用前景①.pdfVIP

1 科技资讯 2009 NO.36 SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION 电力与电气工程 蒸汽渗透膜分离技术的研究现状及其应用前景① 王洪军 张丽 赵莎莎 王丹 ( 长春工业大学化工学院 吉林长春 130012) 摘要:蒸汽渗透(Vapor permeation)是分离混合蒸汽的有效技术之一,与渗透汽化(Pervaporation)不同,在该过程中由于膜只与蒸汽接触, 膜的溶胀大为减弱,所以它在保留了渗透汽化一些优点的同时也克服了渗透汽化的一些缺点。本文介绍了近年来蒸汽渗透膜分离技术在 有机溶剂气相脱水,挥发性有机物(VOCs) 的脱除以及有机溶剂混合物分离的研究成果以及发展前景。文章列举了在上述领域中常用的分 离膜的材料、性质及分离过程,展示了蒸汽渗透过程的特点及其应用前景。 关键词: 蒸汽渗透 气体分离 脱水 渗透汽化 挥发性有机物 中图分类号:TQ2 文献标识码:A 文章编号: 1672-3791(2009) 12(c)- 0092 -03 [5] [8] 蒸汽渗透(VP)是20世纪80年代末日本学 同时分离子仍大于1000。B.Will等 改性聚乙烯 集成过程取得了较好的效果 ,多种膜分离过 者Uragami等提出的一种新的气相脱水膜分离 醇—聚丙烯腈复合膜在氨水体系脱水中获得 程的合理组合构成集成膜过程来解决复杂的 [1] 过程 ,它与气体渗透和渗透汽化(PV)密切相 了较好的分离效果。对于壳聚糖膜的改性主要 分离问题是目前膜分离技术重要的发展方向。 关。在近几年来VP领域的研究和工业应用的速 有:接枝共聚、共混、交联等。如,壳聚糖醋酸盐 度明显加快,市场占有率以每年5%～10% 的速 膜比壳聚糖膜的分离因子大十倍,戊二醛交联 2 蒸汽渗透法用于回收挥发性有机溶剂 [2] 度增长 。在VP过程中,膜并不直接与料液接 壳聚糖膜比壳聚糖膜的分离因子大二十倍甚 挥发性有机化合物(V olatil e Or gan ic [3] [3] [6] 触,膜的溶胀和收缩将大为减弱 。由于VP法 至无穷大 。另外,聚酰亚胺类膜 以其热、化 Compound s,VOCs)是一类常见的污染物,该 采用气相进料,在膜的进料侧浓差极化现象较 学、机械稳定性的优点, 引起研究者越来越多 类有机物大多具有毒性,部分已被列为致癌 弱,并且在分离过程中不需要提供额外的热量 的重视。以上这些亲水膜在蒸汽渗透过程的 物,如氯乙烯、苯、多环芳烃等。而且由此导 以维持被分离物流的温度,避免了PV过程设备 研究中均得到了广泛的应用。总之,蒸汽渗透 致的污染也最难处理,其对环境、动植物的生 复杂的缺陷,这样不仅节省了大量能源,而且 亲水膜材料的发展方向是开发高渗透通量,高 长及人类健康造成很大的危害。因此,近10年 使装置成本降低、操作更为简单。同时,VP过程 选择性,耐高温,抗化学腐蚀的膜材料。 来许多发达国家都颁布了法令, 限制VOCs 的 还可以很便利地与传统的蒸馏过程相耦联。本 1.2 蒸汽渗透过程的操作方式 排放。我国也在大气污染物综合排放标准 文将对近几年蒸汽渗透的研究成果和具有潜 蒸汽渗透过程可以采用与渗透汽化过程 (GB