膜气体吸收法处理含苯废气工艺的研究

论文摘要

论文以n-甲酰吗啉（NFM）水溶液为吸收剂，分别研究了膜气体吸收技术分离混合气中苯（C6H6）的传质过程和减压膜蒸馏技术对吸收液进行再生的过程。在膜气体吸收过程，考察了吸收剂流量、吸收剂体积分数、进口气流量、进口气浓度和膜组件结构等因素对去除率η和总传质系数kov的影响，建立传质阻力模型，对模型预测值与实验值进行了对比。结果表明：膜气体吸收过程具有较高的分离效率和较快的传质速率：在NFM体积分数为40％，液速为20 mL·min-1-100 mL·min-1，进口气流量为100 mL·min-1-200mL·min-1条件下，总传质系数Kov在0．8×10-6m·s-1-2．5×10-6m·s-1之间；模型预测值与实验值在该条件下符合较好，最大误差为20．2％，平均误差为7．9％；证明传质阻力方程模型能够用来模拟膜气体吸收C6H6过程，并为膜接触器的放大实验提供理论依据。在减压膜蒸馏过程中，主要考察了浓度、液速、温度等因素对吸收液再生性能的影响。实验结果表明：减压膜蒸馏技术对含苯NFM水溶液具有较好的再生效率，可达80％以上。提高富液流速和浓度，增加减压膜蒸馏过程中的温度，能够提高富液的再生率和膜通量；在NFM体积分数为40％，液速为20 mL·min-1-100 mL·min-1，浓度为0．18 g·L-1-0.45g·L-1，温度为15℃-40℃条件下，膜通量在0．5×10-3-5．5×10-3mg·cm-2·min-1之间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 国内外研究现状
• 1.1.1 挥发性有机化合物（VOCs）的危害
• 1.1.2 挥发性有机化合物（VOCs）处理方法
• 1.1.3 液相中挥发性有机化合物（VOCs）的处理方法
• 1.2 膜分离技术概论
• 1.3 膜基-溶剂吸收技术
• 1.4 减压膜蒸馏技术
• 1.5 本课题的研究意义和内容
• 2 实验与操作
• 2.1 实验材料和试剂
• 2.1.1 吸收膜组件
• 2.1.2 脱气膜组件
• 2.1.3 试剂
• 2.1.4 仪器
• 2.2 实验装置流程
• 2.3 实验分析方法
• 2.3.1 气相中苯含量的测定
• 2.3.2 液相中苯含量的测定
• 3 膜气体吸收过程的研究
• 3.1 原理与技术特点
• 3.1.1 膜基溶剂吸收技术基本原理
• 3.1.2 膜基-溶剂吸收技术特点
• 3.1.3 中空纤维膜接触器
• 3.2 膜气体吸收实验装置及操作过程
• 3.3 实验结果讨论
• 3.3.1 实验衡量指标
• 3.3.2 传质模型
• 3.3.3 吸收剂流量对传质性能的影响
• 3.3.4 进口气流量对传质性能的影响
• 3.3.5 吸收剂中NFM体积分数对传质性能的影响
• 3.3.6 进口气中苯浓度对传质性能的影响
• 3.3.7 膜组件结构对传质性能的影响
• 3.3.8 模型计算值与实验值对比
• 3.4 小结
• 4 吸收液再生过程的研究
• 4.1 原理与技术特点
• 4.1.1 减压膜蒸馏技术基本原理
• 4.1.2 减压膜蒸馏技术特点
• 4.2 吸收液再生实验装置及操作过程
• 4.2.1 减压膜蒸馏实验装置
• 4.2.2 真空罐抽脱实验装置
• 4.3 实验结果讨论
• 4.3.1 实验衡量指标
• 4.3.2 浓度对再生性能的影响
• 4.3.3 流速对再生性能的影响
• 4.3.4 温度对再生性能的影响
• 4.3.5 时间对再生性能的影响
• 4.3.6 再生方式对再生效果的影响
• 4.4 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 符号说明
• 附录