CN101362045B

CN101362045B - 一种高浓度甲醛废气资源化处理方法

Info

Publication number: CN101362045B
Application number: CN2008101965143A
Authority: CN
Inventors: 朱振中; 王志良; 汪德成
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Wuxi Zhongxing Industrial Adhesive Tape Co., Ltd.
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: CN101362045A

Abstract

一种高浓度甲醛废气资源化处理技术，属于化学吸收处理和膜分离技术领域。本发明采用的中空纤维膜接触器，其径高比为0.1～0.3，装填密度为0.1～0.6，膜微孔孔径为0.1～0.3μm，孔隙率为0.1～0.6；采用吸收剂0.5％～5％的亚硫酸氢钠溶液吸收废气中的甲醛，吸收产物羟甲基磺酸钠在饱和亚硫酸氢钠溶液中析出，经分离之后作为有关原料利用或在酸性介质中分解以获得纯净的甲醛气体，分离后的亚硫酸氢钠溶液经适当稀释后仍作为吸收剂循环使用，从而实现甲醛废气的资源化处理。本发明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；应用性广。

Description

一种高浓度甲醛废气资源化处理方法

技术领域

一种高浓度甲醛废气资源化处理方法，属于化学吸收处理和膜分离技术领域。

背景技术

目前，国内外对于甲醛废气的治理的注意力主要集中在微量甲醛的治理方面，而对于高浓度甲醛废气的治理方法近乎是空白。对甲醛废气的治理方法比较偏重于吸收(物理吸收或化学吸收)、氧化(催化)分解、生物降解或燃烧。这些方法不仅存在处理周期长、效率低或成本高等不足，而且大多数处理方法都是破坏性的，不能有效地利用废气这一宝贵资源。有关对甲醛废气特别是高浓度甲醛废气的资源化处理技术还未见相关报导。

发明内容

本发明的目的是公开一种高浓度甲醛废气资源化处理技术，所涉及的核心是采用一种吸收剂(亚硫酸氢钠溶液)吸收废气中的甲醛，吸收产物(羟基磺酸钠)在饱和的亚硫酸氢钠溶液中析出，经分离之后可作为有关原料利用或在酸性介质中分解以获得纯净的甲醛气体，分离后的亚硫酸氢钠溶液经适当稀释后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。

本发明的技术方案：一种高浓度甲醛废气资源化处理技术，采用的中空纤维膜接触器，其径高比为0.1～0.3，装填密度为0.1～0.6，膜微孔孔径为0.1～0.3μm，孔隙率为0.1～0.6；采用吸收剂0.5％～5％的亚硫酸氢钠溶液吸收废气中的甲醛，吸收产物羟甲基磺酸钠在亚硫酸氢钠溶液中吸收饱和后析出，经分离之后作为有关原料利用或在酸性介质中分解以获得纯净的甲醛气体，分离后的亚硫酸氢钠溶液经适当稀释后仍作为吸收剂循环使用，从而实现甲醛废气的资源化处理；

(A)单级膜接触器吸收处理

甲醛废气通过管程：浓度为5～500mg/L、流速50～500mL/min的甲醛废气被导入中空纤维膜接触器的下端，沿中空纤维膜管腔流至上端，尾气达标后放空；吸收液通过壳程：流速50～700mL/min重量百分浓度0.5％～5％的亚硫酸氢钠溶液由恒流泵自吸收液循环槽泵入膜接触器侧面下端进入膜接触器，在中空纤维膜的管腔外流动，从膜接触器侧面上端流出，流回吸收液循环槽；透过膜的甲醛气体为膜管腔外的吸收液亚硫酸氢钠溶液所饱和吸收，反复循环，直到吸收产物达到预定浓度为止；

或(B)多级串联膜接触器吸收处理

甲醛废气通过管程：浓度为100～2000mg/L、流速50～500mL/min的甲醛废气被导入第1级中空纤维膜接触器的下端，沿中空纤维膜管腔流至上端，再依次进入第2级、......、直到第n级，在第n级沿中空纤维膜管腔流至上端，尾气达标后放空；吸收液通过壳程：吸收液为流速50～700mL/min重量百分浓度0.5％～5％的亚硫酸氢钠溶液由恒流泵自吸收液循环槽同时泵入第1级、第2级、......、第n级膜接触器侧面下端进入膜接触器，在中空纤维膜的管腔外流动，从膜接触器侧面上端流出，流回吸收液循环槽；透过膜的甲醛气体为膜管腔外的吸收液亚硫酸氢钠溶液所饱和吸收，反复循环，直到吸收产物达到预定浓度为止；

所述n级多级串联，n为2～5。

基本原理为：

CH₂＝O+NaHSO₃

CH₂(OH)SO₃Na(羟基磺酸钠)

本发明所使用的中空纤维膜接触器采用本申清人所申请的专利“一种废气资源化处理装置”(申请号：200810019479.8)中的中空纤维膜接触器，其径高比为0.1～0.3，装填密度为0.1～0.6，膜微孔孔径为0.1～0.3μm，孔隙率为0.1～0.6。

膜吸收法处理高浓度甲醛废气的资源化处理技术原理可用图1来说明。

疏水微孔膜把甲醛废气和吸收液(亚硫酸氢钠)分隔于两侧。该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侧流动而不会渗入膜微孔，膜的微孔性使得进入膜微孔中的气体与吸收溶液之间有着很大的接触面积。由于膜两侧间存在着一个气体的浓度差，在这一浓度差的推动下，废气沿膜微孔向吸收液侧扩散，甲醛在吸收液-微孔膜界面上为吸收液所吸收，生成羟基磺酸钠。由于甲醛与亚硫酸氢钠发生的化学反应非常快速，因此在吸收液中甲醛气体的浓度始终为零，即膜两侧始终存在着气体的浓度差。只要吸收液有足够浓度，废气就会源源不断的向吸收液中转移，直到废气的甲醛浓度降至接近零(或预定浓度)。与此同时，吸收液中物质(羟基磺酸钠)的浓度不断升高，当达到一定浓度时，就可回收利用，而分离后的亚硫酸氢钠溶液仍可作为吸收剂循环使用，从而实现了甲醛废气处理的资源化。

单级膜吸收法处理高浓度甲醛废气的资源化处理技术的工艺流程示意图如图2。单级膜吸收工艺流程说明：甲醛废气(浓度为5～500mg/L，流速50～500mL/min)被导入中空纤维膜接触器的下端，沿中空纤维膜管腔流至上端(管程)。吸收液(流速50～70mL/min、重量百分浓度0.5％～5％亚硫酸氢钠溶液)由恒流泵自吸收液循环槽泵至膜组件侧面下端进入膜接触器，在中空纤维膜的管腔外流动(壳程)，从膜组件侧面上端流回循环槽。透过膜的气体为膜管腔外的吸收液所吸收。如此反复循环，直到吸收产物达到预定浓度为止。

若甲醛浓度更高，则可采用如图3所示的工艺流程。多级串联工艺流程说明：甲醛废气(浓度为100～2000mg/L，流速50～500mL/min)被导入第1级中空纤维膜接触器的下端，沿中空纤维膜管腔流至上端(管程)，再依次进入第2级、......、第n(1～5)级，直到尾气达标后放空。吸收液(流速50～700mL/min、重量百分浓度0.5％～5％亚硫酸氢钠溶液)由恒流泵自吸收液循环槽同时打入第1级、第2级、......、第n级膜组件侧面下端，在中空纤维膜的管腔外流动(壳程)，从侧面上端流回循环槽。透过膜的气体为膜管腔外的吸收液所吸收。如此反复循环，直到吸收产物达到预定浓度为止。

本发明的有益效果：

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。

本发明处理高浓度的甲醛废气时，所得到的吸收产物可作为有关原料利用或在酸性介质中分解以获得纯净的甲醛气体，分离后的亚硫酸氢钠溶液经适当稀释后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。

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高浓度甲醛废气的资源化处理技术原理。

图2单级膜吸收法处理高浓度甲醛废气的资源化处理技术工艺流程示意图。

图3多级串联膜吸收法处理高浓度甲醛废气的资源化处理技术工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1：

按图2的处理装置，采用聚丙烯膜接触器，其径高比为0.15，装填密度为0.27，微孔膜孔径为0.2μm。甲醛废气入口浓度为460mg/L，流速为220mL/min，经流速为240mL/min的吸收液(重量百分浓度0.5％～5％亚硫酸氢钠溶液)处理后，出口尾气中甲醛浓度为2.8mg/L，去除率为99.4％。

实施例2：

按图3的处理装置(三级串联)，甲醛废气入口浓度为980mg/L，流速为220mL/min，经流速为240mL/min的吸收液(重量百分浓度0.5％～5％亚硫酸氢钠溶液)处理后，出口尾气中甲醛浓度为0.8mg/L，去除率为99.9％。

Claims

1.一种高浓度甲醛废气资源化处理方法，采用的中空纤维膜接触器，其径高比为0.1～0.3，装填密度为0.1～0.6，膜微孔孔径为0.1～0.3μm，孔隙率为0.1～0.6；其特征是采用吸收剂重量百分浓度0.5％～5％的亚硫酸氢钠溶液吸收废气中的甲醛，吸收产物羟甲基磺酸钠在亚硫酸氢钠溶液中吸收饱和后析出，经分离之后作为有关原料利用或在酸性介质中分解以获得纯净的甲醛气体，分离后的亚硫酸氢钠溶液经适当稀释后仍作为吸收剂循环使用，从而实现甲醛废气的资源化处理；

(A)单级膜接触器吸收处理

或(B)多级串联膜接触器吸收处理

所述n级多级串联，n为2～5。