气体膜分离技术的进展及其应用_陈桂娥

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1、年第卷第期化工生产与技术气体膜分离技术的进展及其应用,,’’’陈桂峨韩玉峰阎剑许振良房鼎业上海应用技术学院,上海华东理工大学,上海上海水产大学,摘要介绍了气体分离膜材料的种类叙述了介绍了气体膜分离技术在分离空气制备富氧、富氮,水蒸气、回收。介绍有机蒸汽的分离和氢气等工业领域的应用了气体膜分离技术,的研究进展并提出了我国气体膜分离技术发展方向关键词气体膜分离膜材料分离进展膜分离技术被认为是世纪最有发展前途的如用聚醚讽和的混合物质量比,,一新技术之一其中气体膜分离技术由于中空与甲基毗咯烷酮按质量比配成铸膜,’一。,一”甲基砒咯烷酮与水质量比作纤维氮氢分离器的问世取得了空前的发展气液、,,仪

2、体膜分离技术与传统的吸附冷冻冷凝分离相比具芯液制得的不对称中空纤维复合膜在室温下、、、、··,一有节能高效操作简单使用方便不产生二次污染的通量在,一‘”一‘“’并可回收有机溶剂的优点已广泛用于空气分离富的选择性为以氟化聚酞亚胺和间苯二氧、富氮技术、天然气中脱碳、合成氨中的一氧化碳胺质量比溶于和四氢吠喃,、,和氢气的比例调节以及在石油化工天然气生产等质量比溶液中配制成固体总质量分’一”。,,,‘领域但由于高效膜分离材料品种较缺乏所以数为的液体作为外层铸膜液在质量比为不断研究和发展气体膜分离技术包括膜材料、膜组的和水的溶液中,溶解质量分数件及优化制膜技术等已成为世界各国在高新技术作为内层铸

3、膜液,而质量比为的和水的。,‘’领域中竞争的热点溶液为芯液纺制的双层膜性能为通量··,,‘川的选择性为采用气体分离膜材料一,与甲基砒咯烷酮质量比作铸膜液,气体膜分离器是气体膜分离的关键而膜材料一,甲基砒咯烷酮与水质量比作芯液采用的好坏影响气体膜分离器的分离性能、应用范围、使干喷湿纺技术制得膜性能为通量。,,··,用条件等按气体分离膜材料性质的差异通常可”’的选择性为采用、。,’一分为高分子材料无机材料和金属材料大类与甲基毗咯烷酮质量比作膜材料制,,高分子膜材料得膜的性能为通量时··,、、、,·‘”’,纤维素衍生物类聚矾类聚酞胺类聚酞亚胺的选择性为通量类、聚醋类、聚烯烃类、乙烯类聚合物、

4、含硅聚合物、·,的选择性为,通量,··,。含氟聚合物和甲壳素类等可作为气体分离膜材料的选择性为。目前还在各种分离膜领域中应用许多科研工作者无机膜材料研究了各类聚合物的分子结构与气体分离性能之间无机膜包括致密膜和多孔膜,多孔膜的结构有,、,、、、的关系以聚酞亚胺聚矾等为代表的芳对称机构和非对称机构两种玻璃金属铝氧化,杂环高分子具有很高的透气选择性是一类非常吸错、沸石、陶瓷膜和碳膜已用于商业多孔无机膜材,已应用在一些具有很强应。、、引人的气体分离膜材料料其它如碳化硅氮化硅氧化锡和云母也被用于。用背景的分离体系工作上多孔无机膜材料,把和把合金、银、镍、稳态氧化错已基金项目上海市重点学科建设项

5、目,编号收稿一一日期一一修订日期陈桂娥等气体膜分离技术的进展及其应用综述用于气体分离,致密膜的对氢和氧有很高的选择性在不耐高温、抗腐蚀性差等弱点,而无机陶瓷膜热稳但致密膜的应用由于比多孔膜的渗透性差而受到限定性、化学稳定性好,耐有机溶剂、强碱、强酸,且不。,,、,制无机膜虽然价格高于有机膜但无机膜具有耐被微生物降解不老化寿命长等但制造成本相对温、耐摩、和稳定孔结构的优势,如无机碳膜,自从较高,大约为倍同面积高分子膜,质脆,需要特殊,和成功采用碳化纤维素中空膜的方法的形状和支撑系统所以发展有机和无机集成材料’一’“’,,。制备分子筛中空碳膜越来越多的研究者使用膜是取长补短改进膜材料的一种

6、好方法,不同有机高分子材料通过高温裂解制备碳膜碳膜比有机膜,气体分离膜的工业应用不但在热稳定性和化学稳定性有优势而一,‘’’,气体膜分离技术在工业中的应用很广‘””’将且选择性也较大分子筛碳膜可采用将高分子材料高温碳化制得,如聚二氯乙烯、聚糠醇高分子聚合物进行高温热裂解可制得无机碳膜也有、、。”,”’。,聚丙烯睛酚醛和各种煤等很多商业应用目前应用最多的是回收氢气潜、,。研究表明膜的渗透性和选择性与温度压力孔力最大的是空气分离而最具前途的是气体脱湿,’”。‘’’工业氢气回收径范围有关等采用和聚乙烯毗咯烷酮混和物高温裂解制得的分子筛碳膜,当聚膜分离回收是当前应用最广,装置销售量最,,、乙烯

7、毗咯烷酮质量分数为时在℃裂解的大的一个领域它已用于合成氨工业合成甲醇工·、林。碳分子筛对氧气的通量为业炼油工业和石油化工等选用膜分离回收氢气,··,氧气和氮气的分离系数为,在有从合成氨驰放气中回收氢分离氢气和氮气,它·,,,℃裂解的对氧气的通量为林充分利用了合成的高压实施有功降压能耗低经,··,。‘氧气和氮气的分离系数为济效益显著从甲醇驰放气中回收氢气氢气与一氧通过将酚醛树脂在铝管的内表面形成一薄化碳分离从炼厂气中回收氢气含氢尾气中回收,,,,