����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������; 从城市到乡村,从生产到����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������生活,如今的中国,在“双碳目标”的指引下,绿����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������色变革正在全面展开。 ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������
����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������  ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������;在这其中,高氨氮废水的净化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������一直是世界性的难题。氨氮废水来源甚广且����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������排放量大,如石油、化工、制药、化肥、冶����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������炼、食品、焦化、垃圾填埋场等均可以产生����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������仅引起水体营养化、造成水体黑臭,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������而且将增加给水处理的难度和成本,甚至对人����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������群及生物产生毒害作用。因此,有效����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������地处理高氨氮废水是当前环境保护和绿色高�������� �������Ƴ������������ �������Ƴ��������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ��������质量发展的重要课题。
&n����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������bsp; 传统高氨氮废水处理工艺有:生����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������物法、吹脱汽提法、化学沉淀法、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������折点氯化法等,在实际应用中普����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������遍存在氨氮处理浓度受限、运����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������行费用高、能耗高、二次污染、性能不稳����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������定等问题。
����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������� PTFE膜脱氨工艺为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������吸收、膜分离相结合的一种新技术,该项技术的出现����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,很好地解决了传统工艺的弱����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������点。PTFE膜脱氨技术工艺原理����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������上与吹脱类似,首先调节废水pH使其中绝大部分氨����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变成游离氨,同时采用硫酸����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等做吸收剂吸收从废水中游离出来的氨以实现����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������脱氨。
PTFE膜脱氨氮原理图
&nbs����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������p; 但与吹脱相比����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,PTFE膜脱氨微观上将吹脱塔、吸收����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������塔集于一体,故在外形上更加小型化;P����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������TFE膜脱氨吹脱、吸收同时����� ������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������Ƴ�������进行����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,且PTFE脱氨膜相对更加密闭,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������亦无需鼓入空气,相较吹脱无二次污����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������染;PTFE膜脱氨在低压下进行����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,无需鼓风机等耗电设备,较吹脱����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������节能明显。以吹脱塔3个37kW·h鼓风机����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������为例, PTFE膜脱氨氮工艺不����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用鼓风机而减少的电耗可实现255吨CO2/年的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������减排。(按中国电力平均碳排放水平 0.92kg/����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������kW·h, 装置按年工作2500小时计����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������算)。

图:PTFE膜脱氨与传统技术的对比
&nb����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������sp; PTFE脱氨氮膜的高效能源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������于PTFE材料的优异性能。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������PTFE被称为“塑料王”,通常用于不粘锅涂����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������层材料,其表面能低,不易污染和����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������结垢,化学稳定性佳,耐强酸和强碱,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������且有很好的耐温性和机械性能。与常用疏水膜材料����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������如PP (聚丙烯)和PVDF(聚偏����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������氟乙稀)等相比,疏水性最����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������好,竞争优势明显。
此外����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������,由于PTFE材料本身强疏水、高强度、耐腐蚀、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������抗污染,PTFE膜因�������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ��������� �������Ƴ�������此也����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������具有了使用寿命长、抗污染性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������强、可清洗再生等特点。这些都使得PTFE膜����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������成为脱氨氮领域一股不可忽略的新势力。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������

PTFE膜净化天然气,成为实现海上平台CCU����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������S的关键技术
除了在脱氨����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������氮领域成效显著,PTFE膜还����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������被创新性地应用在净化天然气领域,并成为海上平台C����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������CUS的关键技术。

图:PTFE膜脱氨氮和净化天然气的原理图
CCUS即Carbon Capture,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������Utilization and
Stor����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������age(二氧化碳捕集、利用与封����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������存),是指将二氧化碳大型排放源所排放的二氧����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������化碳进行捕集、压缩后输送并封存,或进行工����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������业应用(如食品加工、离岸驱油及生产化学产品)以避����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������免其排放到大气中的一种技����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������术。发展应用CCUS技术不仅����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������有望为其实现碳减排目标提供更多可能性,而且还能够����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������为行业发展开拓更广阔的空间。
具体而言,在深海天然气开采领����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������域,如果能在深海天然气开采平台上实现天然����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������气脱C����� ���������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ���������Ƴ�������O2,可较方便����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和经济地将分离出来的CO2注入海底或����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������地层用于石油驱采,在高压状态下,CO2以半固半����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������液的超临界态封存在海底或����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������地层。但常规的天然气脱CO2����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������工艺使用吸收塔,塔太高太大无法����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������安装在海上平台。PTFE膜净化天然气工艺装����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������置的尺寸是吸收塔尺寸的五分之一到����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������二十分之一,同时膜组件可以横����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������布,装置高度大幅降低,可实现海����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������上平台安装与运行。

图:PTFE膜净化天然气工艺与传统工艺
PTFE膜发展历史
1938 年首次发现 PTFE 树脂。 PTFE����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������� 树脂是所有氟塑料中用量最大的一种,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������� 可作为机械工业的摩擦材料、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������� 化学工业的防腐材料, 电气工业绝缘材料、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������� 医用高分子材料等很多领域。>
PTFE 分离膜����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������是近几十年内发展起来的新����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������型膜材料,因为其具有优异的化学稳定性、热稳定性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������, 被认为在环境领域和电子方面有广阔����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的应用前景。PTFE 材料具有很好的化学����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������惰性,但其“不溶不熔”的特点给膜的制备过����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������程带来极大的困难。20 世纪���������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������� �������Ƴ������� 60 年代����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,美国公司率先采用单向拉伸法制备出P����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������TFE平板微孔膜,但此法在膜孔径、孔隙率及强度控����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������制上存在一定缺陷
。中国����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������科学院大连化学物理研究所在2010年开始PT����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������FE中空纤维膜的开发,目前已开发了具有自����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������主知识产权的系列PTFE中空纤维����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������膜产品,发表学术论文10余篇,申请发明专利近1����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������0项,曾荣获中国膜工业协会科学技����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������术奖一等奖、IChemE ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������(英国化学工程师学会) Mala����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������ysia Awards ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������for Oil and Gas ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������Award和IChemE
Glob����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������al Awards with����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������� Highly Comme����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������nded Research Pr����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������oject Award,在国����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������内外受到广泛关注和认可。开发����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的PTFE脱氨氮膜技术成功应用于中高浓度氨����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������氮废水脱除处理项目,完成国际上首套将PTFE中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������空纤维膜接触器技术应用高氨氮废水处理领域的工业案����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������例, 包括中国科学网,中国科技网,新华网����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,经济参考和中国化工报等40多家媒体进行了����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������报道。