本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，具體涉及一種含有膜分離單元的叔胺廢氣處理工藝。

背景技術(shù)：

1、胺的生產(chǎn)大多是以脂肪醇或脂肪酸為基礎(chǔ)原料，在其生產(chǎn)過程排放的尾氣中主要包括二甲胺，三甲胺和低碳鏈胺及氨氣、氫氣等。這些有機氨及胺的嗅域值低，是一類典型的惡臭污染物，且有機胺也會抑制生物體內(nèi)大分子物質(zhì)合成，對動物晶胚有致畸作用，因此脂肪胺類生產(chǎn)過程排放的惡臭污染物已成大氣污染控制的研究焦點。含氨、胺廢氣常用的處理方法有水吸收，酸吸收，吸附法，生物法，焚燒法，催化氧化法，等離子技術(shù)，但是現(xiàn)有技術(shù)的叔胺廢氣處理大部分只采用單一技術(shù)，對于廢氣處理不夠充分，會有殘留物質(zhì)進入環(huán)境中，對人體和環(huán)境造成危害。

2、因此，如何對現(xiàn)有技術(shù)進行改進，并將多項改進后的廢氣處理技術(shù)配合使用，通過多環(huán)節(jié)配合處理叔胺廢氣，實現(xiàn)高效的叔胺廢氣處理，滿足排放標準，成為需要攻克的方向。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含有膜分離單元的叔胺廢氣處理工藝，旨在解決現(xiàn)有工藝處理叔胺廢氣大多只采用單一技術(shù)，對于廢氣處理不夠充分，會有殘留物質(zhì)進入環(huán)境中，對人體和環(huán)境造成危害的問題。

2、本發(fā)明在前級處理系統(tǒng)中使用復合纖維膜作為叔胺廢氣的膜分離單元，通過纖維膜的復合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)廢氣前級處理，酸洗系統(tǒng)選用硫酸溶液搭配改性海泡石，后級處理系統(tǒng)則采用金屬-介孔材料催化劑進行催化處理，通過多環(huán)節(jié)配合處理廢氣，實現(xiàn)高效的叔胺廢氣處理，滿足排放標準。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

4、本發(fā)明提供一種含有膜分離單元的叔胺廢氣處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：

5、步驟s1：將叔胺廢氣通入前級處理系統(tǒng)，在前級處理系統(tǒng)中利用膜分離單元進行叔胺廢氣的前級處理；

6、步驟s2：將前級處理后的叔胺廢氣通入酸洗系統(tǒng)，通過酸洗系統(tǒng)進行叔胺廢氣的酸吸收處理；

7、步驟s3：將酸吸收處理后的叔胺廢氣通入后級處理系統(tǒng)，通過后級處理系統(tǒng)中的催化劑進行后級催化處理；

8、所述步驟s1中的膜分離單元為復合纖維膜；

9、所述步驟s2中的酸洗系統(tǒng)為酸洗塔，所述酸洗塔中含有酸液和填料，所述酸洗塔的酸液為質(zhì)量分數(shù)30~40%的硫酸溶液，所述酸洗塔的填料為改性海泡石。

10、以下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，但不作為對本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下優(yōu)選的技術(shù)方案，可以更好達到和實現(xiàn)本發(fā)明的目的和有益效果。

11、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述復合纖維膜的制備方法為：將殼層溶液作為殼層紡絲液，將芯層溶液作為核層紡絲液，通過同軸靜電紡絲獲得核殼結(jié)構(gòu)纖維，50℃條件下干燥6h，得到復合纖維膜。

12、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述殼層溶液的制備方法為：將50份海藻酸鈉加入1000份去離子水中，攪拌均勻后，加入5份氫氧化鈉攪拌0.5h，再加入120份過氧化氫，室溫下攪拌1h，得到殼層溶液。

13、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述芯層溶液的制備方法為：將10份聚乙烯吡咯烷酮、5份氟氧化鐵、2份莫匹羅星鈣加入到100份二氯甲烷中，常溫磁力攪拌12h，得到芯層溶液。

14、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，將5份鐵粉加入到350份硅氟酸中，50℃條件下攪拌24h，干燥后獲得晶體；將6份晶體加入300份正丙醇中，混合均勻獲得前驅(qū)體溶液；將前驅(qū)體溶液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，200℃條件下反應(yīng)24h，反應(yīng)完成后進行固液分離，將所得固體在100℃條件下真空干燥12h，得到氟氧化鐵。

15、優(yōu)選地，所述同軸靜電紡絲的條件為：殼層紡絲液的注射器推進速度為0.5～1.0ml/h，核層紡絲液的注射器推進速度為0.1～0.3ml/h，針頭電壓為18～25kv，接收距離為15～18cm，溫度為30～40℃，濕度為35～45％，紡絲時間為2~4h。

16、本發(fā)明的膜分離單元采用復合纖維膜，其中復合纖維膜的殼層為負載過氧化氫的海藻酸鈉纖維，當廢氣與膜分離單元接觸時，首先接觸到殼層材料，作為強氧化劑的過氧化氫能夠促使叔胺廢氣中的大分子鏈段斷裂，形成低碳鏈脂肪胺，低碳鏈脂肪胺、二甲胺等會與過氧化氫分解出來的水形成乳濁液，實現(xiàn)對叔胺廢氣的處理。復合纖維膜的芯層為包覆氟氧化鐵的?聚乙烯吡咯烷酮纖維，殼層負載的過氧化氫在吸附叔胺廢氣后，發(fā)生氧化反應(yīng)生成水，聚乙烯吡咯烷酮能夠溶解在水中，從而使得氟氧化鐵與殼層的過氧化氫發(fā)生接觸；氟氧化鐵的配位f原子較強的吸電子能力可以大大減少fe位點的局域電子密度，顯著提高過氧化氫的活化速度，促進過氧化氫快速分解產(chǎn)生更多的羥基自由基，對叔胺廢氣中大分子有機物有很好的斷鏈作用。另外由于芯層加入能夠溶于二氯甲烷的莫匹羅星鈣，通過芯層提供鈣鹽，使得殼層的海藻酸鈉在鈣鹽環(huán)境下快速凝膠并包裹過氧化氫，從而保證過氧化氫的存留并發(fā)揮效果。

17、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述改性海泡石的制備方法為：將100份海泡石加入200份去離子水中，在25℃條件下超聲處理0.5h，加入20份十六烷基三甲基溴化銨，磁力攪拌6h，靜置沉淀并過濾，將濾渣在70℃條件下真空干燥4h，研磨獲得改性海泡石。

18、改性海泡石中引入了十六烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨進入了海泡石的內(nèi)部孔道，海泡石結(jié)構(gòu)中四面體片的角頂氧原子的存在使晶格在十六烷基三甲基溴化銨改性時得到稍稍膨脹，孔體積增加；另外十六烷基三甲基溴化銨進入海泡石的層間距，引起層間距的增加，增加海泡石的孔體積及比表面積，提高了海泡石的吸附性能，能夠吸附酸液吸收后形成的硫酸鹽，避免帶入下一階段的廢氣處理工序中。

19、作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述步驟s3中的催化劑為金屬-介孔材料催化劑。所述金屬-介孔材料催化劑的制備方法為：將15份硝酸銅、15份硝酸鈰和15份硝酸錳加入到200份去離子水中，攪拌1h，獲得浸漬液；將100份介孔材料加入到200份浸漬液中，浸漬48h，浸漬完成后取出介孔材料，然后在80℃條件下干燥24h，最后在500℃條件下煅燒5h，獲得金屬-介孔材料催化劑。

20、優(yōu)選地，所述介孔材料的制備方法為：將120份無水乙醇和30份去離子水混合得到混合液，稱量2份四氧化三鐵加入混合液中得到懸浮液，超聲分散1h，將20份硅酸四乙酯、30份氨水滴入懸浮液，室溫攪拌反應(yīng)8h，反應(yīng)完成后進行過濾，并將濾渣用無水乙醇和去離子水洗滌得到復合顆粒，復合顆粒在50℃真空烘箱干燥12h得到介孔材料。

21、金屬-介孔材料催化劑以介孔材料作為載體，擁有多孔結(jié)構(gòu)，其具有高比表面積、大比孔容、相對窄的孔徑分布，通過介孔材料的多孔結(jié)構(gòu)可以提高吸附效率；負載的銅鈰錳等氧化物進一步增加了介孔材料的比表面積，能夠在催化劑表面形成高溫熱點，從而提升了催化劑整體的反應(yīng)活性，有利于廢氣中剩余的低分子脂肪胺、脂肪腈等催化氧化，確保達到污染物排放標準。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

23、（1）本發(fā)明自叔胺廢氣處理工藝中引入膜分離單元，并采用復合纖維膜作為膜分離單元，復合纖維膜中殼層供應(yīng)的過氧化氫能夠促使叔胺廢氣中的大分子鏈段斷裂，過氧化氫分解出來的水則與低分子的氨，二甲胺形成乳濁液；芯層的?聚乙烯吡咯烷酮溶于水后，包覆的氟氧化鐵能夠作為過氧化氫的催化劑，進一步加快過氧化氫的氧化反應(yīng)；通過殼層和芯層的協(xié)調(diào)配合，綜合實現(xiàn)對叔胺廢氣的處理。

24、（2）本發(fā)明的叔胺廢氣處理工藝包括前級處理系統(tǒng)、酸洗系統(tǒng)和后級處理系統(tǒng)，并在各級系統(tǒng)中進行技術(shù)改進，前級處理系統(tǒng)使用復合纖維膜作為叔胺廢氣的膜分離單元，通過纖維膜的復合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)廢氣前級處理，酸洗系統(tǒng)選用硫酸溶液搭配改性海泡石，后級處理系統(tǒng)則采用金屬-介孔材料催化劑進行催化處理，通過多環(huán)節(jié)配合處理廢氣，實現(xiàn)高效的叔胺廢氣處理，滿足排放標準。