一种甲醛废气高效膜吸收剂.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010501281.0

申请日:

2010.10.09

公开号:

CN101934194A

公开日:

2011.01.05

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):B01D 53/78申请公布日:20110105|||实质审查的生效IPC(主分类):B01D 53/78申请日:20101009|||公开

IPC分类号:

B01D53/78; B01D53/72; B01D53/22

主分类号:

B01D53/78

申请人:

江南大学

发明人:

朱振中; 万新水

地址:

214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号江南大学化学与材料工程学院

优先权:

专利代理机构:

无锡市大为专利商标事务所 32104

代理人:

时旭丹;刘品超

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内容摘要

一种甲醛废气高效膜吸收剂,本发明涉及一种用于资源化处理甲醛废气的吸收剂,属于膜分离技术和废弃物资源化处理技术领域。本发明采用的吸收剂为直链或支链结构的碳原子数为2~10的饱和一元醇,采用中空纤维膜接触器(其径高比为0.1~0.3,装填密度为0.1~0.6,膜微孔孔径为0.01~0.3μm,孔隙率0.1~0.6),膜吸收法处理甲醛气体,甲醛气体经所述吸收剂吸收后,根据吸收反应产物缩醛与吸收剂醇沸点的差异通过精馏或调节酸度的方法将它们分离,分离后的反应产物可作为有机工业原料或产品得到利用,分离后的吸收剂仍可循环使用,从而基本实现甲醛废气的资源化处理。

权利要求书

1: 一种甲醛废气高效膜吸收剂, 其特征在于该吸收剂为具有直链或支链结构的碳原子 数为 2 ~ 10 饱和一元醇。
2: 权利要求 1 所述的甲醛废气高效膜吸收剂的应用, 其特征在于该吸收剂用于膜吸收 甲醛气体, 甲醛气体经所述吸收剂吸收后, 根据吸收反应产物与吸收剂醇沸点的差异通过 精馏或调节酸度的方法将它们分离, 分离后的反应产物可作为有机工业原料或产品得到利 用, 分离后的吸收剂仍可循环使用。

说明书


一种甲醛废气高效膜吸收剂

    【技术领域】
     一种甲醛废气高效膜吸收剂, 本发明涉及一种用于资源化处理甲醛废气的吸收 剂, 属于膜分离技术和废弃物资源化处理技术领域。背景技术
     甲醛气体是一种来源广泛且对人体健康危害极大的污染物, 它不仅对皮肤和呼吸 器官黏膜有强烈刺激作用, 而且可与人体蛋白质反应生成氮亚甲基化合物使得人体蛋白质 变性, 引起慢性中毒、 病变、 过敏反应和神经系统病变, 此外甲醛还具有强烈的促癌和致癌 作用, 因此对甲醛废气的治理已刻不容缓。目前国内外对甲醛废气的处理方法主要有 : 吸 附法、 生物过滤法、 等离子体处理法和光催化氧化法等。 但这些方法大多是处理低浓度甲醛 废气 (如居室空气和大气) , 当处理高浓度甲醛废气时, 不仅存在处理周期长、 效率低、 成本 较高、 易于产生二次污染等问题, 而且基本都是将甲醛分 (降) 解, 不能有效利用甲醛这一资 源。
     中空纤维膜接触器是一种新型的气 / 液、 液 / 液反应装置, 具有低耗能、 传质面积 大、 易于实现工业化等许多优点, 目前已有采用中空纤维膜接触器处理高浓度甲醛废气的 报道, 但吸收反应产物的分离或分解时操作条件较为苛刻。 发明内容
     本发明的目的是提供一种用于资源化处理甲醛废气的吸收剂。 该吸收剂为具有直 链或支链结构的碳原子数为 2 ~ 10 饱和一元醇, 采用膜吸收法处理甲醛废气, 分离后的反 应产物可作为有机工业原料或产品得到利用, 未反应的吸收剂可循环使用, 从而实现甲醛 废气的资源化处理。
     基本原理 : 甲醛与醇在一定条件下生成半缩醛 (缩醛) :本发明的技术方案 : 一种用于资源化处理甲醛废气的吸收剂, 该吸收剂为具有直链或 支链结构的碳原子数为 2 ~ 10 饱和一元醇。
     该吸收剂用于膜吸收甲醛气体, 甲醛气体经所述吸收剂吸收后, 根据吸收反应产 物与吸收剂醇沸点的差异通过精馏或调节酸度的方法将它们分离, 分离后的产物可作为有 机工业原料或产品得到利用, 分离后的吸收剂仍可循环使用。
     本发明所使用的中空纤维膜接触器, 其径高比为 0.1 ~ 0.3, 装填密度为 10% ~60%, 膜微孔孔径为 0.01 ~ 0.3μm, 孔隙率 10% ~ 60%。处理甲醛废气。甲醛气体由中空 纤维膜的下端 (或上端) 导入管程, 沿管腔流至另一端, 其浓度为 5 ~ 2500mg·m-3、 流量为 -6 3 -1 -6 3 -1 1×10 m ·s ~ 10×10 m ·s )。尾气经检测达标后排空 ; 吸收剂由蠕动泵带动由侧端 进入中空纤维膜接触器的壳程, 经中空纤维膜管腔外侧流出后返回吸收剂贮槽, 其流速为 -6 3 -1 -6 3 -1 0.5×10 m ·s ~ 5×10 m ·s , 温度为 0 ~ 50℃, 两相并流或逆流操作, 如此反复循环 至吸收反应产物达到预定浓度 (或饱和) 为止。试验装置如图1所示。
     实验过程中进、 出口温度和压力均在线检测, 甲醛浓度测定采用乙酰丙酮分光光 度法 (GB/13197-1991) , 吸收反应产物分析采用气相色谱法。
     本发明的有益效果 : 1、 本发明巧妙的把传统的化学吸收处理方法和高效的膜分离技术相结合, 操作条件温 和 (在常温、 常压条件下操作) , 处理周期短, 处理效率高, 能有效回收利用废气中的甲醛。
     2、 本发明处理甲醛废气时, 所得到的吸收产物可作为有关原料利用 , 分离后的直 链或支链饱和一元醇仍可作为吸收剂循环使用, 从而实现甲醛废气的资源化处理。
     3、 本发明的应用性广。 既能处理高浓度的甲醛废气, 也能处理低浓度的甲醛废气 ; 既能用于甲醛废气的治理, 也能用于甲醛废水处理 ; 既适用于工业生产, 也适用于民居。 附图说明 图 1 用所述吸收剂膜吸收法处理甲醛废气装置示意图。①、 甲醛废气, ②、 膜接触 器, ③、 蠕动泵, ④吸收剂, FIC 控制流量指示表, PI 压力指示表, TI 温度指示表。
     具体实施方式
     实施例 1 采用中空聚丙烯纤维膜接触器 (其径高比为 0.15, 装填密度为 23%, 膜微孔孔径为 0.2μm, 孔隙率 35%) , 以乙醇为吸收剂, 气液两相并流操作, 当甲醛废气进气浓度为 1646.8 -3 -6 3 -1 -7 mg·m , 进气流速为 5×10 m ·s , 吸收剂流速为 6.9×10 m3·s-1, 吸收剂温度为 5.8℃, 出口尾气中甲醛浓度为 2.1 mg/L, 去除率为 99.87%。
     实施例 2 采用中空聚丙烯纤维膜接触器 (其径高比为 0.15, 装填密度为 23%, 膜微孔孔径为 0.2μm, 孔隙率 35%) , 以异戊醇为吸收剂, 气液两相并流操作, 当甲醛废气进气浓度为 780.8 -3 -6 3 -1 -7 mg·m , 进气流速为 6×10 m ·s , 吸收剂流速为 6.9×10 m3·s-1, 吸收剂温度为 5.7℃, 出口尾气中甲醛浓度为 1.5mg/L, 去除率为 99.81%。
     实施例 3 采用中空聚丙烯纤维膜接触器 (其 径 高 比 为 0.15, 装 填 密 度 为 23%, 膜微孔孔径 为 0.2μm, 孔隙率 35%) , 以乙醇为吸收剂, 气液两相并流操作, 当甲醛废气进气浓度为 -3 -6 3 -1 1228.8mg·m , 进气流速为 6.7×10 m ·s , 吸收剂流速为 6.9×10-7m3·s-1, 吸收剂温度为 5.8℃, 出口尾气中甲醛浓度为 1.7 mg/L, 去除率为 99.86%。
     当膜吸收反应连续操作一定时间, 吸收剂中的反应产物 (缩醛) 达到一定浓度后, 可根据吸收剂与缩醛沸点的差异通过精馏或调节酸度的方法将它们分离。 回收的未反应的 醇可继续循环使用。气相色谱分析结果表明吸收反应产物与吸收剂能完全分离, 且回收率可达 99.5%。

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资源描述

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1、10申请公布号CN101934194A43申请公布日20110105CN101934194ACN101934194A21申请号201010501281022申请日20101009B01D53/78200601B01D53/72200601B01D53/2220060171申请人江南大学地址214122江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号江南大学化学与材料工程学院72发明人朱振中万新水74专利代理机构无锡市大为专利商标事务所32104代理人时旭丹刘品超54发明名称一种甲醛废气高效膜吸收剂57摘要一种甲醛废气高效膜吸收剂,本发明涉及一种用于资源化处理甲醛废气的吸收剂,属于膜分离技术和废弃物资源化处。

2、理技术领域。本发明采用的吸收剂为直链或支链结构的碳原子数为210的饱和一元醇,采用中空纤维膜接触器(其径高比为0103,装填密度为0106,膜微孔孔径为00103M,孔隙率0106),膜吸收法处理甲醛气体,甲醛气体经所述吸收剂吸收后,根据吸收反应产物缩醛与吸收剂醇沸点的差异通过精馏或调节酸度的方法将它们分离,分离后的反应产物可作为有机工业原料或产品得到利用,分离后的吸收剂仍可循环使用,从而基本实现甲醛废气的资源化处理。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN101934194A1/1页21一种甲醛废气高效膜吸收剂,其特征在于该吸收剂为具。

3、有直链或支链结构的碳原子数为210饱和一元醇。2权利要求1所述的甲醛废气高效膜吸收剂的应用,其特征在于该吸收剂用于膜吸收甲醛气体,甲醛气体经所述吸收剂吸收后,根据吸收反应产物与吸收剂醇沸点的差异通过精馏或调节酸度的方法将它们分离,分离后的反应产物可作为有机工业原料或产品得到利用,分离后的吸收剂仍可循环使用。权利要求书CN101934194A1/3页3一种甲醛废气高效膜吸收剂技术领域0001一种甲醛废气高效膜吸收剂,本发明涉及一种用于资源化处理甲醛废气的吸收剂,属于膜分离技术和废弃物资源化处理技术领域。背景技术0002甲醛气体是一种来源广泛且对人体健康危害极大的污染物,它不仅对皮肤和呼吸器官黏膜。

4、有强烈刺激作用,而且可与人体蛋白质反应生成氮亚甲基化合物使得人体蛋白质变性,引起慢性中毒、病变、过敏反应和神经系统病变,此外甲醛还具有强烈的促癌和致癌作用,因此对甲醛废气的治理已刻不容缓。目前国内外对甲醛废气的处理方法主要有吸附法、生物过滤法、等离子体处理法和光催化氧化法等。但这些方法大多是处理低浓度甲醛废气(如居室空气和大气),当处理高浓度甲醛废气时,不仅存在处理周期长、效率低、成本较高、易于产生二次污染等问题,而且基本都是将甲醛分(降)解,不能有效利用甲醛这一资源。0003中空纤维膜接触器是一种新型的气/液、液/液反应装置,具有低耗能、传质面积大、易于实现工业化等许多优点,目前已有采用中空。

5、纤维膜接触器处理高浓度甲醛废气的报道,但吸收反应产物的分离或分解时操作条件较为苛刻。发明内容0004本发明的目的是提供一种用于资源化处理甲醛废气的吸收剂。该吸收剂为具有直链或支链结构的碳原子数为210饱和一元醇,采用膜吸收法处理甲醛废气,分离后的反应产物可作为有机工业原料或产品得到利用,未反应的吸收剂可循环使用,从而实现甲醛废气的资源化处理。0005基本原理甲醛与醇在一定条件下生成半缩醛(缩醛)本发明的技术方案一种用于资源化处理甲醛废气的吸收剂,该吸收剂为具有直链或支链结构的碳原子数为210饱和一元醇。0006该吸收剂用于膜吸收甲醛气体,甲醛气体经所述吸收剂吸收后,根据吸收反应产物与吸收剂醇沸。

6、点的差异通过精馏或调节酸度的方法将它们分离,分离后的产物可作为有机工业原料或产品得到利用,分离后的吸收剂仍可循环使用。0007本发明所使用的中空纤维膜接触器,其径高比为0103,装填密度为10说明书CN101934194A2/3页460,膜微孔孔径为00103M,孔隙率1060。处理甲醛废气。甲醛气体由中空纤维膜的下端(或上端)导入管程,沿管腔流至另一端,其浓度为52500MGM3、流量为1106M3S110106M3S1。尾气经检测达标后排空;吸收剂由蠕动泵带动由侧端进入中空纤维膜接触器的壳程,经中空纤维膜管腔外侧流出后返回吸收剂贮槽,其流速为05106M3S15106M3S1,温度为050。

7、,两相并流或逆流操作,如此反复循环至吸收反应产物达到预定浓度(或饱和)为止。试验装置如图所示。0008实验过程中进、出口温度和压力均在线检测,甲醛浓度测定采用乙酰丙酮分光光度法(GB/131971991),吸收反应产物分析采用气相色谱法。0009本发明的有益效果1、本发明巧妙的把传统的化学吸收处理方法和高效的膜分离技术相结合,操作条件温和(在常温、常压条件下操作),处理周期短,处理效率高,能有效回收利用废气中的甲醛。00102、本发明处理甲醛废气时,所得到的吸收产物可作为有关原料利用,分离后的直链或支链饱和一元醇仍可作为吸收剂循环使用,从而实现甲醛废气的资源化处理。00113、本发明的应用性广。

8、。既能处理高浓度的甲醛废气,也能处理低浓度的甲醛废气;既能用于甲醛废气的治理,也能用于甲醛废水处理;既适用于工业生产,也适用于民居。附图说明0012图1用所述吸收剂膜吸收法处理甲醛废气装置示意图。、甲醛废气,、膜接触器,、蠕动泵,吸收剂,FIC控制流量指示表,PI压力指示表,TI温度指示表。具体实施方式0013实施例1采用中空聚丙烯纤维膜接触器(其径高比为015,装填密度为23,膜微孔孔径为02M,孔隙率35),以乙醇为吸收剂,气液两相并流操作,当甲醛废气进气浓度为16468MGM3,进气流速为5106M3S1,吸收剂流速为69107M3S1,吸收剂温度为58,出口尾气中甲醛浓度为21MG/L。

9、,去除率为9987。0014实施例2采用中空聚丙烯纤维膜接触器(其径高比为015,装填密度为23,膜微孔孔径为02M,孔隙率35),以异戊醇为吸收剂,气液两相并流操作,当甲醛废气进气浓度为7808MGM3,进气流速为6106M3S1,吸收剂流速为69107M3S1,吸收剂温度为57,出口尾气中甲醛浓度为15MG/L,去除率为9981。0015实施例3采用中空聚丙烯纤维膜接触器(其径高比为015,装填密度为23,膜微孔孔径为02M,孔隙率35),以乙醇为吸收剂,气液两相并流操作,当甲醛废气进气浓度为12288MGM3,进气流速为67106M3S1,吸收剂流速为69107M3S1,吸收剂温度为58,出口尾气中甲醛浓度为17MG/L,去除率为9986。0016当膜吸收反应连续操作一定时间,吸收剂中的反应产物(缩醛)达到一定浓度后,可根据吸收剂与缩醛沸点的差异通过精馏或调节酸度的方法将它们分离。回收的未反应的醇可继续循环使用。气相色谱分析结果表明吸收反应产物与吸收剂能完全分离,且回收率说明书CN101934194A3/3页5可达995。说明书CN101934194A1/1页6图1说明书附图。

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