我國膜分離技術發展
我國膜分離技術發展
膜分離技術是美國N. N. Li 博士于1968 年發明的, 它主要依據對不同物質具有選擇性滲透的性質來進行組分的分離, 具有高效、快速、選擇性好, 設備簡單和能耗少等優點, 用天然或人工合成的新型分離膜, 可借助于外界能量或化學位差的推動對多組分液體和溶劑進行分離, 提純和富集。這種新型膜的出現和應用, 不僅使傳統的化工分離的概念及過程發生革命性的變化, 而且使催化劑和膜結合對較快和更特殊的反應大有前途。在化工領域內, 利用氣體膜分離技術能分離分子態氣體、氫和一氧化碳, 在碳—化學的發展和應用中已顯示出獨特的作用。
中國科學院大連化學物理研究所于1982 年開始膜分離技術研究, 1985 年完成處理量 1500m3/ h 的試驗裝置, 之后與四川墊江天然氣化工總廠、中國成達化學工程公司合作進行了從天然氣合成乙酸、乙醇、乙醛等二碳含氧化物中間工廠試驗, 于1996 年在墊江天然氣化工廠獲圓滿成功, 于1996 年11 月29 日在北京通過驗收和鑒定, H2/ CO 膜分離技術填補了國內氣體膜分離技術史上的空白。中國科學院大連化學物理研究所研制的H2/CO 分離膜, 把從天然氣重整制得的高H2 / CO 比的合成氣中的H2 部分地分離, 使H2 / CO 體積比由3. 8 降至1. 5。使用的高分子材料膜在分子間存在著空隙, 氣體通過這些空隙進行溶解和擴散,并從分壓高的一側向分壓低的另一側滲透。由于滲透率不同, 使各種混合氣體分離。目前國內研究最多、應用最廣的氧化鋁膜, 具有耐高溫、機械強度高、耐化學和生物侵蝕, 使用壽命長等優點, 在高溫膜反應領域有很大的發展潛力 。
國外已開發出氧化鋁超濾膜。完整無缺陷的納米氧化鋁膜能滿足高溫氣體膜反應過程的要求。使用的中空纖維膜分離器可用于物質的分離濃縮與提純。這種中空纖維膜分離器可分為內壓型和外壓型。與其它分離裝置相比, 具有體積小,分離效率高, 適應性強的優點, 且節省能源, 無污染, 廣泛用于水凈化, 有機及無機物的分離, 能回收氨中馳放的氫和回收天然氣和石油煉廠氣中的氫和濃縮氧氣, 氣體分離技術的發展和應用市場潛力巨大。
中國科學院大連物理化學研究所中試使用的氣體分離膜為3 英寸的H2 / CO 分離膜。膜前氣H2 的體積為63. 6%, 尾氣中H2 占88. 3%, CO氣由18. 0% 降為3. 6% , 使用H2/ CO 膜分離技術和變壓吸附制氫相結合, 為一種經濟的由水煤氣制取高純氫氣和CO 的方法, 將富集的尾氣處理后脫除CO, 可作為氨的補充氣或氫源也具有重要的應用價值和很大的現實意義。