專利名稱：一種廢氣資源化處理裝置的制作方法
技術領域：
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 吸收技術領域。
背景技術：
目前國內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。有關對廢氣回收利用的資源化處理 技術及相關設備的研究比較少，因此研究和開發出處理效率高、設備簡單、運 行費用低的廢氣資源化處理技術和裝置勢在必行。
本發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、 無二次污染產生的膜吸收技術來實施廢氣的資源化處理。
膜吸收法與傳統的氣液接觸吸收相比有諸多優點。傳統的氣液接觸器如填
料塔或除氣器的體積大，耗資多，操作條件受限制，其傳質面積通常在5 20m2.m、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 對穩定狀態下操作，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？L'處的兩相界面上相互接觸而進行物質吸收，氣液接觸面大(膜吸收 器的傳質面積可達103 104！112^.3)，因而傳質快，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，氣液兩側壓降小，不 會產生液泛、霧沫夾帶、溝流、鼓泡等現象。此外，膜吸收器的體積小，重量 輕，結構簡單，易于放大，較易實現工業化。與吹脫(汽提)技術和生化法等 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廢氣的資源化等。
發明內容
本發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、無二次污染產生的膜吸收技術來實施廢氣的資源化處理，實現廢氣中 有用組分的回收利用。
本發明的技術方案 一種廢氣資源化處理裝置，由n個中空纖維膜接觸器 所構成，中空纖維膜接觸器的結構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 0.3|im;中空纖維膜接觸器的管程下端設廢氣入口，中空纖維膜接觸器的管程上端設廢氣出口，中空纖 維膜接觸器的殼程側面下端設吸收液進口，中空纖維膜接觸器的殼程側面上端 設吸收液出口；各級吸收液進口并聯、各級吸收液出口并聯，吸收液由恒流泵
自吸收液循環槽通過吸收液進、出口管路進行循環；各級廢氣進出口進行串聯， 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槽同時打入第1級、第2
級........第n級膜組件的殼程側面下端吸收液進口，在中空纖維膜的管外-殼
程-流動，從殼程側面上端吸收液出口流回循環槽；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，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成。
膜吸收技術處理、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。 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，并迅速反應生成不揮發的物質(C)而被回收。由于A與B的反應非常快， 因此在吸收液中的氣體的濃度始終為零，即膜兩側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(C)的濃度不斷升高。 當C的濃度達到一定時，就可濃縮回收，從而實現了廢氣處理的資源化。
在實用上，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，見圖2。疏水微孔膜的材料可為聚四氟乙烯、聚 丙烯或聚偏四氟乙烯等。膜接觸器的徑高比為0.1 0.3，裝填密度為0.1 0.6， 膜微孔孔徑為0.02 0.3pm。
廢氣資源化處理裝置的示意圖如圖3。工藝流程說明廢氣(濃度為100 15000 mg/L)被導入第1級中空纖維膜接觸器的下端，沿中空纖維膜管腔流至上
端(管程)，再依次進入第2級........第n (1 5)級，直到尾氣達標后放空。
吸收液由恒流泵自吸收液循環槽同時打入第1級、第2級........第n級膜組
件側面下端，在中空纖維膜的管外流動(殼程)，從側面上端流回循環槽。透過 膜的氣體為膜管外的吸收液所吸收。如此反復循環，直到吸收液中C達到預定 濃度為止。這樣，廢氣得到了回收利用，實現了資源化。若廢氣的濃度較低(《100mg/L)，則處理裝置可簡化為圖4。 用上述裝置處理廢氣過程中，廢氣的流量為50 1000mL/min，吸收液流量 為50 700mL/min。
本發明的有益效果
1、 本發明巧妙的把傳統的化學吸收處理方法和高效的膜分離技術相結合， 使廢氣處理的效率高。
2、 本發明既能處理無機廢氣，也能處理有機廢氣；既能處理高濃度的廢氣， 也能處理低濃度的廢氣。因而應用范圍廣。
3、 本發明所提出的廢氣處理裝置結構簡單，在常溫、常壓條件下操作，因 而能耗低，實用性強。
4、 本發明最大的特點是可針對不同類型或不同性質的氣體(A)，通過選擇 適當的吸收液(B)，獲得可充分利用的產品(C)。從而實現廢氣處理的資源化。
圖1膜吸收技術處理廢氣原理。 圖2中空纖維膜接觸器結構示意圖。 圖3廢氣的資源化處理裝置示意圖(一)。 圖4廢氣的資源化處理裝置示意圖(二)。
具體實施例方式
實施例1:按圖3的處理裝置，采用三級聚丙烯膜接觸器，其徑高比為0.22， 裝填密度為0.18，膜微孔孔徑為0.2nm。含NH3廢氣(入口濃度為10000mg/L， 流量為300mL/min)經吸收液(濃度為3%的H2S04，流量為150mL/min)處理 后，出口尾氣中NH3濃度為4.8mg/L，去除率為99.95%。
實施例2:按圖4的處理裝置，含皿3廢氣(入口濃度為IOO mg/L，流量 為80mL/min)經吸收液(濃度為1%的H2S04，流量為50mL/min)處理后，出 口尾氣中NH3濃度為1.2mg/L，去除率為98.8%。
權利要求
1、一種廢氣資源化處理裝置，其特征是由n個中空纖維膜接觸器所構成，中空纖維膜接觸器的結構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廢氣入口，中空纖維膜接觸器的管程上端設廢氣出口，中空纖維膜接觸器的殼程側面下端設吸收液進口，中空纖維膜接觸器的殼程側面上端設吸收液出口；各級吸收液進口并聯、各級吸收液出口并聯，吸收液由恒流泵自吸收液循環槽通過吸收液進、出口管路進行循環；各級廢氣進出口進行串聯，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槽同時打入第1級、第2級、......、第n級膜組件的殼程側面下端吸收液進口，在中空纖維膜的管外-殼程-流動，從殼程側面上端吸收液出口流回循環槽；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，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，實現了資源化。
2、 根據權利要求1所述的一種廢氣資源化處理裝置，其特征是由n為1 5 個中空纖維膜接觸器所構成。
全文摘要
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、及膜吸收技術領域。本發明由n個中空纖維膜接觸器所構成，中空纖維膜接觸器的結構為類似列管式熱交換器，中空纖維采用疏水微孔材料，管程下端設廢氣入口，管程上端設廢氣出口，殼程側面下端設吸收液進口，殼程側面上端設吸收液出口；各級吸收液進口并聯、出口并聯，吸收液由恒流泵自吸收液循環槽通過吸收液進、出口管路進行循環；各級廢氣進出口進行串聯，最末一級的廢氣出口為放空口；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，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，實現了資源化。
文檔編號B01D53/00GK101298014SQ200810019479
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月16日 優先權日2008年1月16日
發明者劉天明, 張美軍, 朱振中, 王志良 申請人:江南大學