[发明专利]用于从液体中除去VOC的多个膜

说明书

背景技术

本发明涉及一种使用多个膜从液体（例如胶乳）中除去挥发性有机化合物（VOC）的方法。

乳胶漆常常含有VOC且其含量足以产生令人讨厌的臭味。这些VOC通常是ppm水平的低分子量酮、醇、乙酸酯和醛，它们对于漆性能并不重要，但是添加它们是用来促进漆制备的各个步骤。因此，人们需要不含这些会产生臭味的试剂的漆。

可通过使含VCO的液体与气体（例如空气或氮气或水蒸汽）接触来除去或“汽提”痕量的低分子量有机物质。可使气体通过喷射器产生大量分散在液体中的小气泡。这些气泡夹带一部分VOC上升到本体液体的表面。其它众所周知的用于进行汽提操作的方法包括使液体与气体在塔板式或填充式汽提塔中接触。在所有这些设备中，由于有利的液气平衡分配比例或相对挥发性，有机化合物从液相转移到气相。

尽管这些常规的汽提方法广泛用于处理水性物流，但是这些技术用于从胶乳中除去VOC却不那么有效。首先，因为胶乳是利用大量表面活性剂稳定化的，所以在汽提操作过程中由于喷射产生大量泡沫，从而在最终胶乳的加工和包装中产生大麻烦。其次，需要更为经济的方法，可以增加传质界面面积，从而减小汽提设备的尺寸和降低其成本。因此，找到一种以更经济的方式降低乳胶漆中VOC浓度的方法对VOC去除领域而言是一种进步。

发明内容

本发明涉及一种包括以下步骤的方法：

a1)使含VOC的液流经过位于第一膜组件中的第一膜的第一表面；然后，

b1)引导所述液流的至少一部分经过位于第二膜组件中的第二膜的第一表面；然后，

c1)引导来自b1的所述液流的至少一部分通过第一出口离开；

并且，在所述液流经过第一膜和第二膜的第一表面的同时，

a2)使汽提气体流经过第二膜的第二表面；然后

b2)引导汽提气体流的至少一部分经过第一膜的第二表面；然后

c2)引导来自b2的所述汽提气体的至少一部分通过第二出口离开；

其中，汽提气体的流动与液流的流动为逆流方式；

其中，一部分液体再循环经过第一膜的第一表面和/或第二膜的第一表面，并且/或者一部分汽提气体再循环经过第二膜的第二表面和/或第一膜的第二表面。

本发明通过提供一种从液体（例如胶乳）中除去VOC的有效方法解决了本领域的需求。

附图简要说明

图1和图2是使用多个膜组件从胶乳中除去VOC的方法的实施方式的示意图。

图3示出了通过膜的传质系数与胶乳的进料速率之间的关系。

发明详述

在本发明通过提供一种方法解决了本领域的需求，该方法包括以下步骤：

a1)使含VOC的液流经过位于第一膜组件中的第一膜的第一表面；然后，

b1)引导所述液流的至少一部分经过位于第二膜组件中的第二膜的第一表面；然后，

c1)引导来自b1的所述液流的至少一部分通过第一出口离开；

并且，在所述液流经过第一膜和第二膜的第一表面的同时，

a2)使汽提气体流经过第二膜的第二表面；然后

b2)引导汽提气体流的至少一部分经过第一膜的第二表面；然后

c2)引导来自b2的所述汽提气体的至少一部分通过第二出口离开；

其中，汽提气体的流动与液流的流动为逆流方式；

其中，一部分液体再循环经过第一膜的第一表面和/或第二膜的第一表面，并且/或者一部分汽提气体再循环经过第二膜的第二表面和/或第一膜的第二表面。

本发明涉及通过多个膜从液流中除去VOC的方法，各个膜都有利地位于组件中，这些膜提供了从液体进料（例如胶乳、含表面活性剂的废水，或盐水）中汽提VOC并且汽提气体可以内循环的有效手段。本发明方法在最大程度地减少汽提气体（例如空气或氮气或水蒸气）消耗的情况下从进料中汽提VOC，具有良好的操作经济性。该方法利用以下措施最大程度地减少了汽提气体：利用多个膜组件的多级逆流工艺，一部分汽提气体在工艺过程中再循环。在本发明的一个实施方式中，汽提气体再循环以促进给定组件中的气体速率，从而改善传质效率，因而进一步减少汽提VOC至所需水平所需要的汽提气体的量。在另一个实施方式中，液体进料再循环以促进组件中的液体速率，从而改善传质效率，因而降低汽提VOC至所需水平所需要的传质面积和组件尺寸。