2024年7月，国家六个部委专门出了一个文件《精细化工产业创新发展实施方案2024-2027》，对降低VOCs排放提出了更高的要求。南京碳环生物质科技有限公司已经在废气回收治理领域工作了18年。特别是近5年来，随着工艺流程压缩机和VOCs有机气体分离膜的广泛使用，VOCs源头回收治理的工艺路线和解决方法也更多了。

    2010年，我们就和国内知名的膜材料科学家一同开始甲烷和二氧化碳气体分离膜的研究，大约前后花费了4年多的时间，没有结果！没能研究、制造出适合的膜材料。也是在这个时候，我们开始收到VOCs治理领域中传来的技术需求。VOCs是一大类有机溶剂挥发气的总称，其中以二氯甲烷为代表的卤代烃类溶剂的挥发性蒸气治理难度大。因为，它的沸点只有约39℃，易挥发；同时，因为含氯，用传统RTO的热氧化摧毁工艺会产生二噁英…。当时，治理它的工艺手段也不多：①源头冷凝回收，但是冷凝之后的净化尾气中仍然含有较高浓度的二氯甲烷，这部分的尾气如何处理？②在进/出料，萃取，烘干等工序产生的低浓度无组织的二氯甲烷如何处理？我们想到了气体分离膜工艺！

1、膜分离原理

    利用气体分离膜对不同气体分子选择性的透过机理，将二氯甲烷拦截下来，如同水处理上的超滤膜；或者，让二氯甲烷透过膜，将混合尾气中的氮气和空气拦截下来，如同水处理上的渗透汽化膜。总之，我们要用气体分离膜实现二氯甲烷有机挥发气与氮气或空气的分离。聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种硅橡胶材料，它对二氯甲烷有非常好的选择性。二氯甲烷分子很容易“溶解”在硅橡胶的薄膜中，在分离薄膜两侧压力差的作用下，“溶解”在硅橡胶薄膜层中的二氯甲烷分子在薄膜的出气侧空间中被“扩散”出来。而氮气（或者空气）则大部分被拦截在薄膜的进气侧，这就是气体分离膜的气体选择性原理。我们也将这款膜称为“VOCs分离膜”。

2、膜结构及性能指标

图一     电子显微镜下VOCs分离膜的三层结构

3、膜的特点：耐久性和安全性

    膜材料是膜技术突破的关键之一，有了合适的膜材料后，我们很快制造出VOCs分离膜和分离膜组件（图二 分离膜及膜组件）。并且，很快解决了膜组件使用中的另外两个问题：

    在膜材料的合成过程中会使用到一些常规的有机溶剂，由“相似相溶”的原理引出的问题是，在利用VOCs气体分离膜回收有机溶剂蒸气时，要避免膜组件出现“溶涨”的事故。因此，要在工艺设计上保证进入膜组件的是气态的有机溶剂蒸气，不是有机溶剂溶液。在这一点上过程工艺计算和膜工艺流程的设计就显得非常重要。总之，我们解决了这个问题。

    防静电：日本的一家公司在上世纪70年代末，就开发出导电锦纶，‌这种导电纤维导电效果良好，‌且纤维物理性能优良。‌这一技术的发展为防静电导流布的制造提供了基础，国内有很多企业制造各种类型的导流网。使用这种网，将膜表面聚集的“静电荷”及时导出，达到防静电的效果。

图二     分离膜及膜组件