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      膜分離技術簡介

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      膜分離技術簡介

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      產品描述

        氣體膜分離技術發展簡況

        氣體膜分離技術的工業化始于20世紀四十年代的二次世界大戰期間,1977年,美國MONSANTO公司率先推出了商品化的普里森(Prism?)氣體膜分離裝置,用于合成氣H2/CO的比例調節。其所用的分離膜是梯度致密的中空纖維復合膜。梯度致密------很薄的致密分離層及多孔網狀支撐層使得膜在能承受兩側較大壓差的同時,氣體通過膜壁的阻力很低,有較高的滲透速率;中空纖維------在細小的空間中提供巨大的分離面積,使膜分離器緊湊高效;復合涂層------防止機械缺陷產生孔道篩分而降低分離系數。這是氣體膜分離技術的一次根本性突破,由此開始,膜法氣體分離技術在含氫混合氣的氫氣分離回收、空分富氧制氮、空氣脫水及天然氣處理等領域得到了廣泛的應用。到目前為止,僅柏美亞(Permea)提供的就有五百余套氫氣膜系統、一萬多套氮氣膜系統、兩萬多根脫水膜組件和六套工業化的天然氣膜處理系統在世界各地運行,其中包括國內的已有近千套普里森(Prism?)膜分離系統。

        美國Prism膜(APCI)被公認為世界上較好的氣體膜分離器,其中APCI收購的美國蒙山都公司膜分離提純氫氣和氮氣技術,于世界重要地位。

        四川一脈科技作為美國Prism代理商和技術合作伙伴,主要集中在制氫和制氮領域,并有數十套膜成套設備應用于國內各行各業”

        膜的分離選擇性(各氣體組分滲透量的差異)、膜面積和膜兩側的分壓差構成了膜分離的三要素。其中,膜分離的選擇性取決于制造商選用的膜材料及制備工藝,是決定膜分離系統性能和效率的關鍵因素。

        膜分離系統的核心部件是一構型類似于管殼式換熱器的膜分離器,數萬根細小的中空纖維絲澆鑄成管束而置于承壓管殼內?;旌蠚怏w進入分離器后沿纖維的一側軸向流動,“快氣”不斷透過膜壁而在纖維的另一側富集,通過滲透氣出口排出,而滯留氣則從與氣體入口相對的另一端非滲透氣出口排出。

        中空纖維復合膜截面圖

        膜氣體分離工作原理

        膜分離系統的工作原理就是利用一種高分子聚合物(通常是聚酰亞胺或聚砜)薄膜來選擇“過濾”進料氣而達到分離的目的。當兩種或兩種以上的氣體混合物通過聚合物薄膜時,各氣體組分在聚合物中的溶解擴散系數的差異,導致其滲透通過膜壁的速率不同。由此,可將氣體分為“快氣”(如H2O、H2、He等)和“慢氣”(如N2、CH4及其它烴類等)。當混合氣體在驅動力—膜兩側相應組分分壓差的作用下,滲透速率相對較快的氣體優先透過膜壁而在低壓滲透側被富集排出,而滲透速率相對較慢的氣體則在高壓滯留側被富集排出。

       

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