[发明专利]一种旋流结合超滤膜去除工业气体中超微细雾滴的方法

说明书

本发明公开了一种旋流结合超滤膜去除工业气体中超微细雾滴的方法，包括以下步骤：(1)将工业气流通入一级旋流器中，得到初级净化气流；(2)将步骤(1)得到的初步净化气流通入二级旋流器中，得到二次净化气流；(3)将步骤(2)中排出的二次净化气流通过超滤膜，过滤后排出净化气体；(4)利用膜清洗液对步骤(3)中的超滤膜进行清洗，排出清洗废液，风干后可再次使用；本发明中的两级旋流+超滤膜除雾方法，选用两级旋流分离技术，选用较大的旋流器高径比，可用较小的占地面积达到较高的净化效率，大幅度提升超微细雾滴的去除效率；选用超滤膜技术，在压力驱动下，利用不同气体分子的渗透速率差来实现对目标气体的浓缩和富集。

技术领域

本发明涉及旋流分离技术和超滤膜技术领域，尤其涉及一种旋流结合超滤膜去除工业气体中超微细雾滴的方法。

背景技术

在医药、化工、石化、发电等的社会生产过程中，如酸洗、电镀、电解、制酸等均会使用到硫酸、盐酸、硝酸、有机溶剂等物质,在气相中会夹带一定数量、大小不一的液相雾滴，对生产及环境都是有害的，需要设法将其除去。雾滴主要是由于液体表面蒸发，与水凝结而形成，另外，在发生化学反应时，有气泡产生，上浮到液面后爆破，液滴也随之而出。雾滴中会含有许多有毒有害的物质,其性质也各不相同，如含有酸液、碱液和有机溶剂等，会影响其反应过程,会腐蚀或堵塞设备及仪器等；如果未祛除直接排放，还会形成“白烟”，影响人们的视野，更严重的是会污染环境，影响人们的身体健康。

例如，有机硅材料生产过程中氯化氢原料的除杂问题，经二甲基二氯硅烷水解，氯化氢气体中多含有粒径不一的硅氧烷超微细雾滴，在设备隐患、产品质量和员工健康生产等多方面均存在较多问题。此外，超微细雾滴作为诱发“雾霾”的重要因素之一，其粒径在0.1～100μm之间。随着社会对“雾霾”问题的愈发重视，国内外就除雾技术的研究亦不断深入。目前，折流板式、旋风式、电除雾设备等为常用的超微细雾滴祛除方法。折流板式、旋风式除雾器易分离粒径较大的雾滴(＞10μm)，电除雾器可分离粒径较小的雾滴(≦10μm)。各种除雾器研究的均是粒子在气流中所受作用力的平衡状态及运动规律。下面对这几种分离方法的机理、优缺点逐项进行阐述：

折流板式除雾技术主要利用惯性撞击作用，雾滴随着气流的运动碰撞在折流板上，并在其表面扩散，重力的作用使雾滴逐渐形成较大的液滴随着气流运动至转弯处，由于转向离心力、与波形板的摩擦力、及表面张力等使得液滴越来越大，当液滴的自身重力大于气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就被分离下来了。此除雾器具有阻力小，不易阻塞，处理量大等优点，但分离的微细雾滴的粒径较大，应用受到一定的限制。

旋风式除雾技术主要依据的是离心力的作用，气流以某个速度切向进入旋风分离器，在离心力的作用下将液滴甩出并碰撞到筒壁上，气体从分离器的上部流出，液滴因受挡水板的作用返回，从而使液滴分离出来。本除雾器除雾效率较高，处理量大，因而应用较广，但压力损失较大，设备费用比较高,设备占地也较大。

电除雾技术主要利用的是电场力的作用，利用高压放电，在阴、阳极之间形成强大的电场，空气分子被电离，而产生大量的电子和正、负离子，其在电场力的作用下作定向运动，同时使雾滴微粒荷电，这些荷电的粒子在电场力的作用下，也作定向运动，到达阳极板上，在极板上，荷电粒子释放电子，雾滴被集聚，达到了除雾的目的。具有除尘效率高、压力损失小、操作简单、能耗小、分离雾滴的粒径较小，但投资费用较高，电极更换期限短，维护费用较高。

上述各种分离技术都有其适用范围，主要根据雾滴的大小来选用不同的除雾技术。面对实际工业气体中所含雾滴种类的复杂性，以及实际生产运行过程中超微细雾滴净化效率不佳的现状，迫切地需要寻找一种适合于去除实际工况中多类雾滴的净化方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提出了一种旋流结合超滤膜去除工业气体中超微细雾滴的方法，包括以下步骤：