該廢氣（qì）處理技術是一種新型高（gāo）效分離技術（shù），裝置的中心部（bù）分為膜元件（jiàn），常用的膜（mó）元件為平板膜、中空纖維膜和卷式膜（mó），又可分為氣體分離膜和（hé）液體分（fèn）離膜等。氣體膜分離技術（shù）利用有（yǒu）機蒸氣與空氣透過膜的能力不同，使二者分開。該法已成功地應用於許（xǔ）多領域，用其它（tā）方法難以回收的有機物，用該法可有效地解決。用該法回收有機廢氣中的丙酮、四氫呋喃、甲醇、乙睛、甲苯等(濃度為50%以下)，回收率可達97%以上。

膜分離法最（zuì）適合於處理VOCs濃度較高的廢氣，對大多（duō）數間歇過程，因溫（wēn）度、壓力、流量和VOCs濃度會在一定範圍內變化，膜係統的設備有較（jiào）強的適應性，。近幾年來，國外的實驗室研究分（fèn）離VOCs使用得最多的膜分離材料（liào）是（shì）聚二甲基矽氧烷PDMS。它從結構上看屬半無機、半有機結構的高分子，具有許多獨特性能，是目前發現（xiàn）的氣體滲透性能好的（de）高分子膜材料之一。研究人員大多是采用聚楓PS、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚間苯二甲酸乙二酯PEI等材料作為支撐層，使用PDMS塗層堵孔，作為選（xuǎn）擇性分離層，選擇性分離VOCs/N₂或空氣體係，都取得了理想的實驗結果。

1、 膜分（fèn）離工藝

實（shí）驗裝置包括原料氣發生裝置以及膜（mó）分離裝置兩個部分（fèn）。空氣（qì）由空（kōng）氣泵鼓入原料液罐形成VOCs飽和蒸氣進（jìn）入（rù）混合器中，由另一股（gǔ）空氣稀釋至所（suǒ）需濃（nóng）度進入膜分離裝置，經過膜的分離過（guò）程，大部（bù）分的（de）VOCs在真空泵提供的壓力差下透過膜形成濃的滲透氣進（jìn）入冷凝裝置冷凝，含少量VOCs的空氣成為尾氣排出。進入膜分離裝置的原料（liào）氣以及尾氣濃度由氣相色譜分析得（dé）到，原料氣、尾氣及滲（shèn）透氣的壓力由壓力表示數讀出。

膜過濾分離裝置（zhì）示意圖

2、分離膜材料（liào）

分離膜的材料包括有機高分子材料和無機材（cái）料（liào）。無機材料如金屬、金屬氧化物、陶瓷和分子篩等製成的膜（mó）為無機膜。雖然無機膜具有耐高溫、結構穩定、孔徑均一、化學穩定性好、抗微生物腐蝕能力強等優點，但由於製造（zào）成本相（xiàng）對較高，且製造（zào）大麵積穩定的、具有良好性能的膜比較困難：因此，無機膜在氣體分離過程（chéng）中的應用除了氧化鋁膜分離鈾同位素已（yǐ）經工業化外，其他均還處於試驗室水平，大部分還（hái）局限在膜的製備、分（fèn）離性能表征和傳質機理方麵。

有（yǒu）機高分子材料是各種合成膜的主要膜材料。在氣體分離膜領域，已經應用的高分子膜（mó）材料有聚酰亞胺（PI），乙酸纖維（wéi）素（CA），聚二甲基矽氧烷（PDMS），聚碸（PS），聚碳酸酯（PC）這些材料或具有高（gāo）滲透性、低（dī）選（xuǎn）擇性或具（jù）有低滲透性、高選擇性（xìng），使得這（zhè）些材料開發的氣體分離膜在石油煉製等某些特殊領域應用受到限製。

有（yǒu）機矽是具有良好前景的高分子膜材（cái）料，已開發出許多（duō）實用化或優秀的分離膜。尤其是在氣體分離（lí）方麵，有機矽膜材料的研究和開發一直是個熱點。有機矽的Si-O鍵（jiàn）能比C-C鍵高，Si-C鍵與C-C鍵的（de）鍵（jiàn）能差不（bú）多（duō）（Si-O=106kcal/mol，Si-C=78kcal/mol，C-C=83kcal/mol，1kcal/mol=4.18J），且具有負（fù）離子性（電負性Si=1.8，C=2.5，O=3.5）。這些賦予了有機矽材料耐熱、不易燃、耐電弧的性能（néng）。

有機矽聚合物疏水、耐熱（rè）、具有良好的機械強度（dù）和化學（xué）穩定性，對醇、酯、酚、酮、鹵代物、芳香烴、吡啶等有機物有良好的吸附選（xuǎn）擇性（xìng），是至今（jīn）研究最（zuì）多的高分子膜材料之一，包括聚二甲基矽氧烷（PDMS），聚三甲基矽丙炔（quē）（PTMSP），聚（jù）乙烯基三甲基（jī）矽烷（PVTMS），聚乙烯基二甲基矽烷（（PVDMS）等。有機矽聚合物膜屬於橡膠態或玻璃（lí）態合成高分子膜，其材料（liào）是鏈狀結構的雜鏈化合物，主鏈為O-Si-O，側基為有機基團，非極性。由於其聚合（hé）結構中（zhōng）的Si-鍵的高鍵能和負離子性（xìng）特點使其兼具（jù）有有機高分子和無機高（gāo）分子材料的雙重特（tè）性。矽橡膠材料耐熱，不易燃，耐電弧，聚矽氧烷鏈狀分子的料（liào）液結（jié）構呈螺旋狀（zhuàng），加上（shàng）矽原子體積較（jiào）大，使鏈中自由空間（jiān）體積較大，聚合分子間的作用力很（hěn）小，內聚能密度小，結構疏鬆，有利於其它物質分子在其中溶解和擴散。

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