摘要：时代的发展随着科技的进步，也带动着化工行业的发展，由于化工行业的发展，工业废气的排放已经严重影响了我们的环境，为了防止环境的恶化，保护我们赖以生存的生态环境，急需制定相关技术防护措施。特别是对废气物的治理，我们一定要足够重视并运用科学的手段，本文主要介绍了废气治理技术的现状，及气体分离膜原理及概况，并论述了气体分离膜在废气治理中的应用。
关键词：气体分离膜；废气治理；应用
引言
随着全球工业化进程的提升，工业废气的排放已经严重影响了生态环境，废气排放中含有大量的二氧化碳、硫化物、氮气等成分，这些气体会引起温室效应、光污染、臭氧层空洞等环境问题。为了改善环境保护家园，全世界国家达成了共识，相继制定了统一的废气排放标准。目前，废气治理的主要方法是气体分离膜法，利用不同成分气体在高分子膜中的扩散系数与溶解度差异达到分离的方法。
1.废气治理技术的现状
随着工业技术的创新，人们生活水平越来越好，同时也带来了环境问题，特别是在化工、塑料的生产过程中会产生大量的有机废气，这些废气一旦排放至空气中，会严重影响人们的健康。气体排放对人的健康轻微表现是引起呼吸道感染，重则引起器官变态反应源，甚至造成死亡，因此，废气的排放治理工作刻不容缓。为改善工业废气物对人体健康的影响，全球国家都开始重视废气治理技术的创新，同时，也颁布了废气排放的标准。就我们国家而言，我们受限于技术的落后，掌握比较好的技术为吸收法和吸附法，但创新的脚步我们没有停下，在针对低浓度废气的治理技术上，我们在不断的探索，现如今已经有了一定的成果。特别是技术投入方面，为治理工业废气，我们国家不仅仅花巨资引进国外先进技术，还不断鼓励国内高校与科技机构的创新合作研究，以此来实现废气治理技术的有效突破。
2.气体膜分离原理及概况
气体膜分离是利用多组分气体在高分子膜中溶解和扩散系数的不同，在膜两侧压力的作用下，气体在膜中的渗透速度不同来实现气体的分离。例如，在对含有水蒸气、二氧化碳、氮气的组分实现分离实验中，水蒸气和二氧化碳在通过膜的时候会优先被选中，提前聚集，而氮气得渗透速率较慢则被滞留在侧面，从而实现水蒸气、二氧化碳和氮气得分离。气体膜分离的主要推动力为膜两侧气体的分压差，有了分压差的基础然后进行脱附和溶解，进而实现气体的分离。气体分离膜技术是现代科技的一种高新技术，可以完全代替传统的分离技术，实现能耗低、投资、操作简便等优势。目前，气体膜分离技术已经成为了全球各国在大力发展的重点技术，特别是我们国家，很早就开始重视气体膜分离技术，现如今已经有了一定的技术储备。随着气体分离膜应用技术逐渐走向成熟，发达国家在气体膜的发展上已经走向了产业化的道路，目前，美国在该领域已经初步形成了规模化的市场，气体膜年均销售收入达几十亿。较发达国家而言，我们在气体分离膜产业化规模较小，但气体膜分离技术也有一定的技术，可预见，未来我们国家在该领域上的投入也会越来越大，规模化的气体膜产品一定能够实现量产，特别是在废气治理上，我们国家也会实现技术上的突破。
3.气体分离膜在废气治理中的应用
3.1有机蒸气的净化与回收
工业废气中的污染物的主要成分是有机蒸汽，它主要含有毒性比较大的有机化合物，例如氯乙烯、多环芳烃等。这类毒性有机化合物能够引起人体癌变，是威胁人体健康的重要气体。除此之外，有机气体还含有易燃易爆的气体成分，是企业生产的重大安全隐患，因此，有机蒸汽的处理很重要。另外，有机蒸汽中还含有一定可回收的气体，在处理工业废气的过程中，我们不仅仅需要除去有机蒸汽中的污染物，还要做到回收利用有价值的气体。现如今，主流的有机蒸汽处理方法可以笼统的分为破坏法和非破坏法。破坏法是通过燃烧的方法，实现对污染物的燃烧产物的处理方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆非破坏法是相对比较柔性处理有机蒸汽的方法，常见的方法为冷凝法、膜分离法和吸附法。冷凝法、膜分离法和吸附法方法各有各的优势，并且适用于不同范围物质的分离，其中，吸附法和冷凝法因为自身技术的原因会出在一定的二次污染问题，所以通常在实现有机蒸气的净化与回收过程中，我们通常结合各类方法的特点取长补短式的进行技术的改进。例如，冷凝法和膜分离法结合，能够保证在没有二次污染的情况下，实现有机蒸汽的分离。在分离改进技术的革新方面，我们国家二十世纪初开创了螺旋卷式膜分离技术，可以在回收聚乙烯的基础上实现乙烯和丁烯单体的分离。
3.2工业气体中氢的回收
气体分离膜在废气治理中的应用除了有机蒸气的净化与回收，还常用于氢的回收。工业上对氢回收运用最广的气体膜分离技术能够适用于合成氨厂及石油化工厂废气中氢的回收。气体分离膜回收氢气的全过程是利用气体膜分离组件实现合成氨厂排放气的高效回收，是应用广泛且经济效益较大的回收氢技术。气体膜分离技术的主要化学原理是利用氢气和氮气合成氨之间的化学平衡点来调节氢气的回收，为了提高氢气回收的效率，需要持续的进行未反应气体循环，使反应向利于氢气回收的方向进行。特别是在反应循环过程中，不参与反应的惰性气体会不断的增加，随着未反应气体的增加，密闭环境下的氢气和氮气的压强会下降，逐渐的反应的转化率变低，因此，在实际的回收过程中，我们应该随反应的进行程度来排放部分循环气体，从而增加氢的回收率。我们国家在合成氨的产量上是全球领先，但在废气内的氢回收率低，如果将浪费的氢气折算成人民币的话，每年我们国家将浪费上千万元，如此惊人的浪费，其实我们采用膜分离技术不仅可以很大的节省成本，还能够减少环境的污染。
3.3气体分离膜法回收二氧化碳
气体分离膜法另外一个作用在于可以回收二氧化碳。随着工业化的进程，含二氧化碳废气的排放逐年增加，为了解决二氧化碳废气的回收，工业上主要采用的就是气体分离膜法回收，回收的二氧化化碳可以运于合成尿素、碳酸盐、乙烯等。二氧化碳其实应用非常广泛，不仅可以用于脂肪酸、食品的加工，还可以运用于油田的采油工艺，特别是二氧化碳在超临界条件下能够溶解原油，从而强化原油的回收。目前，回收二氧化碳的主要方式是三乙醇胺法、低温分馏法和薄膜分离法，三乙醇胺法是利用三乙醇胺能够吸收二氧化碳的性质实现回收的方法，低温分馏法是实现高浓度二氧化碳回收的方法，而薄膜分离法则是当前比较主流且效果比较好的方法。薄膜分离法无论是在发展前途和实用性都占有决定的优势，可以实现较低成本下二氧化碳的回收。当前回收二氧化碳的主流技术就是气体分离膜法，可以实现在二级膜分离体系分离二氧化碳条件下成本低于二乙醇胺法。
结束
综上所述，气体膜分离技术在废气治理中有很关键的作用，不仅可以实现废气中二氧化碳、氢的回收再利用，还能够实现废气中有毒气体的分离。迄今为止，气体膜分离技术已经成为了工业发展中必不可少的核心技术，特别是在气体分离方面有着操作简单、能耗低等优势，逐渐已经可以代替分离技术，未来气体分离膜法仍然在二氧化碳回收、氢回收、有机蒸气的净化方面发挥重要作用。
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论文作者:蔡星星
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/22
标签：气体论文; 废气论文; 技术论文; 二氧化论文; 膜分离论文; 乙醇胺论文; 方法论文; 《基层建设》2019年第5期论文;