大规模膜法空气分离技术应用进展
膜分离技术的研究及应用现状
膜分离技术的研究及应用现状近年来，随着生物技术、食品工业、医药行业等行业的不断发展，膜分离技术得到了广泛的应用和研究。
膜分离技术以其高效、节能、环保的特点广受好评。
本篇文章将重点介绍膜分离技术的研究现状以及应用现状。
一、膜分离技术的概述膜分离技术是利用特定的膜材料对流体进行过滤、浓缩、分离甚至纯化的技术。
利用膜的分子筛分作用，将大分子、微生物、固体颗粒等物质分离出去，同时残留在膜上的溶质、小分子等物质通过膜材料的选择性通道迅速传递，从而实现分离作用。
膜分离技术的具体分类有微滤、超滤、纳滤、反渗透等，根据膜孔径的不同进行区分。
二、膜分离技术的研究现状随着生物技术、食品工业、医药行业等的不断进步，人们对膜分离技术的研究也在不断深入。
近年来，膜材料的研究中，高通量、高选择性、高耐受性、高透过率的特殊膜材料成为研究热点。
同时，利用纳米技术对膜进行改性以进行特殊过滤成为研究重点之一。
另外，随着膜分离技术的发展，膜脱水技术、膜萃取技术、膜反应器技术、膜析吸合一技术等新的应用领域正在不断涌现。
例如，利用膜脱水技术实现高盐水资源化，将高浓度的盐水进行膜过滤分离，达到资源化利用的效果。
三、膜分离技术在生物制剂制备中的应用生物技术的应用范围非常广泛，包括酶的制备、蛋白质分离纯化、DNA分离等等。
膜分离技术的优势在于可以进行多级、连续、高效的生物制剂分离纯化过程，从而大大提高了生产效率和产品质量。
在这个领域，使用超滤等膜分离技术分离出蛋白质、分离出目标酶等，与传统工艺方法相比，可以节省时间、成本和提高产率。
四、膜分离技术在食品工业中的应用食品工业是一个庞大而重要的产业，食品加工过程中需要精细的处理技术。
膜分离技术在食品加工中的应用日益普及，通过膜技术可以对液体进行过滤、浓缩、分离等处理从而改善产品的质量和纯度。
例如，膜过滤可以用于酸奶、酒类不同物质的分离；利用微过滤的方法检测饮料中的微生物，以及富含蛋白质的食品中去除其他成分等。
膜分离技术的应用及发展趋势
膜分离技术的应用及发展趋势摘要：综述膜分离技术的分离机理、特点、种类，介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状，同时指出该技术存在的问题，提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。
关键词：膜分离技术；微滤；超滤；纳滤；生化产品；微生物制药膜分离技术是一种新型高效、精密分离技术，它是材料科学与介质分离技术的交叉结合，具有高效分离、设备简单、节能、常温操作、无污染等优点，广泛应用于工业领域，尤其在食品、医药、生化领域发展迅猛。
据统计，膜销售每年以14%~30%的速度增长，而最大的市场为生物医药市场[1] 。
笔者在此综述了膜分离技术的原理及其应用现状，并展望其发展趋势。
1 膜分离技术1.1 原理膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。
膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。
现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术，其中在食品、药学工业中常用的有微滤、超滤和反渗透3 种。
1.2 特点膜分离技术具有如下特点[2]：1）膜分离过程不发生相变化，因此膜分离技术是一种节能技术；2）膜分离过程是在压力驱动下，在常温下进行分离，特别适合于对热敏感物质，如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等。
3)膜分离技术适用分离的范围极广，从微粒级到微生物菌体，甚至离子级都有其用武之地，关键在于选择不同的膜类型；4）膜分离技术以压力差作为驱动力，因此采用装置简单，操作方便。
1.3分类超滤的截留相对分子质量在1000-100000之间，选择某一截留相对分子质量的膜可以将杂质与目标产物分离。
超滤技术在生化产品分离中应用最早、最为成熟，已广泛应用于各种生物制品的分离、浓缩。
膜分离技术应用的研究进展
膜分离技术应用的研究进展一、本文概述随着科技的不断进步，膜分离技术作为一种高效、环保的分离技术，已经在多个领域得到了广泛的应用。
膜分离技术，利用特定的膜材料对混合物中的不同组分进行选择性分离，具有操作简便、能耗低、分离效果好等优点，因此在化工、环保、食品、医药等领域有着广阔的应用前景。
本文旨在对膜分离技术应用的研究进展进行全面的综述，分析各类膜材料的性能特点，探讨膜分离技术在不同领域的应用现状，以及未来可能的发展趋势。
通过对膜分离技术的深入研究，我们期望能够为相关领域的科技进步和产业发展提供有益的参考。
二、膜分离技术的分类与特点膜分离技术是一种基于膜的选择性渗透原理，用于分离、提纯和浓缩溶液中的不同组分的高效分离技术。
根据其分离机制和操作原理，膜分离技术主要分为以下几类，并各自具有其独特的特点。
微滤（Microfiltration，MF）：微滤膜通常具有较大的孔径，能够有效截留溶液中的悬浮物、颗粒物和细菌等。
其特点是操作简单、高通量、低能耗，广泛应用于水处理、食品加工和制药等领域。
超滤（Ultrafiltration，UF）：超滤膜的孔径介于微滤和纳滤之间，能够截留分子量较大的溶质和胶体物质。
超滤技术具有分离效果好、操作简便、对热敏性物质损伤小等优点，常用于蛋白质、酶等生物大分子的分离和纯化。
纳滤（Nanofiltration，NF）：纳滤膜的孔径较小，能够截留分子量较小的溶质和无机盐。
纳滤技术具有对有机物和无机盐的高效分离能力，且能在较低的操作压力下实现较高的分离效率，适用于水软化、废水处理和食品工业等领域。
反渗透（Reverse Osmosis，RO）：反渗透膜具有极小的孔径，能够截留溶液中的绝大多数溶质，实现高纯度水的制备。
反渗透技术具有分离效果好、产水水质高、操作稳定等优点，是海水淡化、苦咸水脱盐、工业废水处理等领域的首选技术。
电渗析（Electrodialysis，ED）：电渗析技术利用电场作用下的离子迁移原理，实现溶液中阴阳离子的分离。
膜分离技术的研究进展及应用展望
膜分离技术的研究进展及应用展望引言膜分离技术是一种基于不同物质在膜表面的选择性传递性质而实现分离的方法。
由于其高效、节能和环境友好等优点，膜分离技术在水处理、生物医药、食品工业等领域得到了广泛的应用和研究。
本文将介绍近年来膜分离技术的研究进展，并探讨其未来的应用前景。
一、膜材料的研究进展1. 有机膜材料有机膜材料是膜分离技术中最常用的材料之一。
研究者通过改变有机膜的孔径、孔隙度和表面性质等方面，提高了膜的分离性能。
此外，利用聚合物材料合成的有机膜具有优良的机械性能和化学稳定性，使得膜在分离过程中能够更好地应对高压、高温等条件。
2. 纳米孔膜材料纳米孔膜材料是近年来膜分离技术中的研究热点。
由于其孔径处于纳米尺度，能够实现更高的分离效率和选择性。
研究者通过控制纳米孔膜材料的孔径大小和形状，实现对溶质的高效分离。
此外，采用辅助添加剂改善纳米孔膜材料的稳定性和抗污性，进一步提高了膜分离技术的应用前景。
二、膜分离技术的应用展望1. 水处理领域膜分离技术在水处理领域得到了广泛的应用。
目前，以反渗透膜为主要技术的海水淡化已成为解决淡水资源短缺的重要途径之一。
未来，随着膜材料和技术的不断创新，膜分离技术在水处理中将能够更高效、更节能地去除水中的重金属、有机物和微生物等污染物，提高水资源的可持续利用率。
2. 生物医药领域膜分离技术在生物医药领域的应用也呈现出广阔的前景。
膜分离技术可以用于药物纯化、血液分离和细胞分离等方面。
未来，研究者可以进一步提高膜的分离效率和选择性，实现对生物大分子的高效分离和回收，从而推动生物医药领域的发展。
3. 食品工业领域膜分离技术在食品工业中的应用主要包括浓缩、分离和提纯等方面。
通过膜分离技术，可以实现果汁、奶制品和酒精等食品的浓缩，同时去除其中的杂质。
此外，膜分离技术还可以用于食品添加剂、香精香料和色素等的提纯过程。
未来，随着膜材料及技术的不断创新，膜分离技术在食品工业中的应用将变得更加广泛。
膜法空气除湿的研究与进展
膜法空气除湿的研究与进展Progress of membrane-based air dehumidification提要介绍了膜除湿的优点，压缩法，真空法，膜/干燥剂复合法等除湿模式，高分子聚合物膜、分子筛膜、液膜等的特性、除湿机理及有关的研究进展，并分析了除湿膜的应用前景。
关键词：空调工程除湿膜进展AbstractPresents the advantages of moisture removal by membrane technology over traditional methods， procedures of compression，vacuum and membrane/desiccant combination， features and dehumidification mechanism of membrane of high polymer， molecular screen and liquid substances， and related advancements in research. Anticipates their applications.Keywords：air conditioning engineering， dehumidification，membrane， advancement近年来随着膜技术研究的发展，利用膜的选择透过性进行除湿使得空气除湿方法有了重大发展，它与传统方法相比有许多优点，如表1所示。
表1 空气除湿装置的性能比较可见，用膜法除湿具有很多突出优点：除湿连续进行，无腐蚀问题，无需阀门切换，无运动部件，系统可靠性高，易维护，能耗小。
在空调应用中，对空气脱湿度的要求并不像其它领域那样高，即并不要求将空气中的湿度降到很低，因此采用膜法除湿比较合适。
膜法除湿过程实际上就是空气中的水蒸气优先通过膜而与空气中的氧气、氮气相分离的过程。
1 膜法空气除湿模式要使水蒸气透过膜，必须在膜的两端产生一个浓度差，这种浓度差既可由膜两端压力差造成，又可由膜两端温度差造成[1]。
膜技术在气体分离中的应用
标准技术 / S t a n d a r d T e c h n o l o g y1841 前言以膜为介质来分离物质很早就有应用，但利用高分子膜分离气体的研究工作却只在近20年发展起来。
最早是1954年，美国学者通过特殊的三氟氯乙烯膜，对混合气体进行浓缩时，发现膜对气体具有一定的分离作用，20世纪80年代气体膜分离产品在美国生产后，美国和欧洲都将气体膜分离技术作为主要发展方向之一。
国内的气体膜分离技术也发展迅速，科研机构和膜技术公司通过自主研发，其技术和设备已经达到一定的水平，为国内气体分离膜的发展起了很大的推动作用。
2 气体分离膜的分类气体渗透膜一般可由各类材料构成，膜的制备方法也各不相同，可分为多孔质和非多孔质两种，它们各由无机物和有机高分子材料组成。
其中多孔膜材质包括玻璃、陶瓷、金属、微孔聚乙烯、多孔乙酸纤维等，非多孔质膜（均质）材质包括离子导电性固体（ZrO 2），(β-氧化铝）钯合金、均质乙酸纤维、合成高分子等。
3 气体分离膜的应用3.1 空气分离空气中含有78%的氮气和21%的氧气，空气是工业用氮气和氧气的主要原料，传统氮气和氧气是通过深冷精馏法生产。
但传统方法能耗高、投资大、操作难度大，而通过膜分离发，解决了上述难题，具有很大的发展潜力。
氮在某些工业和商业的应用中并不需要超高纯度，通过膜分离法生产的氮气纯度能达到99%，且投资小。
目前膜分离法制氮大约占氮总生产量的30%。
膜分离过程是将空气通过压缩机，加压至0.8~1.0 MPa，通过膜组件(中空纤维膜组件)，分离得到氧气和氮气。
此系统中原料空气压缩费用占总生产费用的2/3，而膜组件的费用仅占1/3或更少，降低空气压缩费和提高膜通量是减少膜法制氮成本的关键。
通过膜分离法生产的氧气通常不是纯氧，而是富养空气，富养空气不能直接使用，因此，在制氧过程中还需要加入二次分离装置。
一级分离单元中含有21%氧气的空气通过真空泵渗透后生产的富氧空气，再次进行分离，此时进入二级分离系统的气体体积是第一级的1/4~1/3，同时氧的纯度也提高了，所以二级分离比一级分离要容易，也可以使用另外的膜系统，需要的成本也相对较小。
膜分离技术的研究进展及其应用展望
膜分离技术的研究进展及其应用展望膜分离技术是一种重要的分离技术，主要通过多孔膜的筛选作用实现物质分离。
该技术已经广泛应用于生物技术、食品工业、化学工业、环保工程、医药等领域。
本文将介绍膜分离技术的研究进展及其应用展望。
一、膜分离技术的研究进展（一）膜材料的研究膜材料是膜分离技术的基础，目前主要有有机膜、无机膜和复合膜三种类型。
有机膜主要包括聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚氨酯薄膜等。
这些膜材料具有重量轻、成本低的特点，但是它们的相对分子质量截止率较低，不能满足高精度的分离要求。
无机膜主要包括陶瓷膜、玻璃膜、金属膜等。
这些膜材料具有相对分子质量截止率高、高温抗腐蚀、使用寿命长的特点，但是成本昂贵，生产工艺复杂。
复合膜则是综合了有机膜和无机膜的优点，同时避免了它们的缺点，被广泛应用于分离领域。
（二）膜分离机理的研究膜分离机理主要包括纳滤、超滤、微滤和逆渗透等，其中逆渗透技术是目前应用最广泛的一种膜分离技术。
它主要利用高压将溶液逆向渗透过一种微孔膜，使得溶液中间的水分子进入膜孔，而其他大分子物质则难以通过膜孔的筛选。
逆渗透技术广泛应用于海水淡化、饮用水净化、污水处理、浓缩果汁等领域。
（三）膜分离过程的研究膜分离过程主要包括内部浓度极化层、外部浓度极化层、膜分离区等几个步骤。
其中，内外两层浓度极化层对分离效果有非常重要的影响，需要根据实际情况进行调整和优化。
此外，膜分离过程中存在一些不确定性因素，如温度、压力、污染物等，这些因素为分离过程带来了一定的不稳定性。
二、膜分离技术的应用展望（一）水处理领域随着全球水资源日益紧张，不断有新的水处理技术被推出。
膜分离技术通过其高效、节能、环保等特点，被认为是未来水处理领域的重要突破口。
目前，膜分离技术已经广泛应用于海水淡化、饮用水净化、污水处理、水中微量有害物质的去除等方面。
（二）食品工业膜分离技术已经广泛应用于食品的处理和包装。
例如，利用膜分离技术，可以从牛奶中分离出蛋白质、糖类、脂肪等成分，生产出优质乳制品；同时，膜分离技术也可以帮助包装行业实现食品保鲜、防腐、防污染等需求，满足人们对于健康、安全、方便的生活需求。
空气分离技术的研究进展
《低温技术》结课论文题目：空气分离技术的研究进展学生姓名：刘帅专业班级：13级能源二班学号：541302060223空气分离技术研究进展摘要：空气分离技术是一种通过各种方法将空气中的不同组分分离开来的技术；随着科学技术的不断发展和新技术的不断涌现，各种新的空气分离技术不断涌现，就目前而言，主要有空气深冷液化分离、碳分子筛变压吸附空气分离和变压膜渗透空气分离三种技术在各种领域应用较多。
由于膜分离没有相变、不需要再生，所以膜分离技术具有技术先进、投资少、操作费用低、寿命长、操作简单、开停机方便、占地面积小、操作弹性大、维护费用低等优点，变压膜空气分离技术将是21世纪最具潜力的空气分离技术。
关键：深冷分离，变压吸附，膜渗透，发展趋势1空气分离技术的发展史空气分离技术，以德国卡尔·林德教授于1985年和1903年先后发明了第一套空气液化设备和10m3／h(氧)空气分离设备算起，至今已有100年历史。
在100年中，随着科学技术的不断发展和新技术的不断涌现，气体分离与液化设备不仅在品种、等级、性能和设计、制造技术等方面得到了很大的发展，日趋完善，而且在国民经济中的应用范围也愈来愈广泛。
就目前而言，主要有三种分离技术比较流行。
第一种是空气的深冷分离技术，这是一种最先出现的分离技术，早在一百多年前就已经被人们所应用，经过这一百年来的工业化生产的实践和不断对设备和生产技术的改进，空气的深冷分离技术已经很成熟的应用在各大煤化工企业之中。
第二种是空气的变压吸附分离技术，碳分子筛上的空气分离是基于动力学分离的原理,利用混合物中不同组分的扩散、吸附速率差来实现的。
这里,吸附剂是变压吸附(PSA)技术的基础和核心,吸附剂的性能决定了整个吸附分离的工艺路线和操作条件,决定了分离效率、再生费用乃至影响整个过程的运转费用。
第三种是膜气体分离技术，膜气体分离是在稳态方式下进行,除了在启动时,膜分离器的进气压力和渗透侧压力均保持不变,且气体渗透速率和纯度也不随时间变化。
膜分离技术的研究进展
应用于工业 [2] 。 膜分离不仅可以对固体的溶质进行分离, 也可
以对溶液中溶解的气体进行分离, 随着工业的发展, 膜分离技
术已经广泛应用在包括医药、 食品、 化学等众多行业中并发挥
举足轻重的作用。 膜分离技术与常规的蒸发和蒸馏相比, 膜技
摘 要: 膜分离技术具有较好的分离效果, 作为一种新型且高效的分离技术在当前具有很广阔的发展前景, 进而得到了迅
速的发展。 目前膜分离技术日益成熟, 已在环保、 医药、 生物、 化工等领域得到了广泛的应用。 本文对膜分离技术的特点与分离
原理及其应用中存在的问题进行了综述, 且分析了不同类型常用膜技术的特点及其应用的范围, 提出了膜技术发展研究中存在的
难去除, 丢弃时很容易造成二次污染 [12-13] , 给企业带来过高的
成本。
2 常用的膜分离技术分类
膜分离作为一种新兴且高效的分离技术, 进而得到了迅速
的发展, 在日常的应用领域不断的拓展。 膜分离技术是利用膜
的选择透过性, 当前在实际应用中较为普遍的膜技术包括; 微
滤、 纳滤、 超滤、 反渗透、 电渗析等。
泛的为有机膜, 但其机械强度差, 不耐酸碱, 无法在高温下作
业, 难以满足工业需求。 无机膜受限于制造水平、 技术、 材料
等方面, 也存在着质脆易损坏、 制造成本偏高等。 并且溶液中
可能存在的颗粒会划伤膜, 膜的微孔很小, 容易被污染物堵塞
和污染, 需要定期进行清洗, 在大多数情况下, 附着的污染物
备的膜具有较高的凝结温度可实现快速的相分离, 并具有大孔
径和疏松孔结构, 处理后纤维素膜的水通量增加了 7 倍。 猪油
和食品废水纳米乳的排油率高于 98% 。 纤维素微滤膜可以以绿
膜分离技术的应用现状及研究进展
膜分离技术的应用现状及研究进展膜分离技术在水处理领域的应用日趋广泛。
例如，膜分离技术可以用于海水淡化，通过反渗透膜将海水中的盐分和其他杂质去除，从而得到纯净的淡水。
此外，膜分离技术还可以用于污水处理，通过微孔过滤膜和超滤膜去除污水中的悬浮物、蛋白质和细菌等。
此外，膜分离技术还可以用于处理工业废水，通过特殊的膜进行分离和浓缩，从而实现废水的回用和资源化。
膜分离技术在生物医药领域的应用也日益增多。
膜在生物分离和纯化中起着重要作用，可以用于分离蛋白质、酶、抗体等生物大分子。
膜分离技术可以通过调节膜孔径、表面性质等来实现对生物大分子的分离和纯化，具有高效、可控性强的特点。
此外，膜分离技术还在气体分离、有机物分离等领域有着广泛的应用。
例如，膜分离技术可以用于天然气中的CO2回收和H2的制备，通过选择性透过不同气体的膜进行分离，实现对气体混合物的分离和纯化。
此外，膜分离技术还可以用于有机合成中的溶剂萃取、分馏等过程，代替传统的精馏和萃取工艺。
在膜分离技术的研究方面，近年来也取得了一系列的进展。
一方面，研究人员不断开发新型的膜材料，如高分子材料、无机材料、复合材料等，以提高膜的分离性能和稳定性。
另一方面，研究人员利用纳米技术、表面改性等手段进行膜的结构调控，以获得更高的通量和分离效果。
此外，研究人员还致力于膜分离技术与其他技术的结合，如电化学、光化学等，以实现新的分离方式和效果。
总的来说，膜分离技术作为一种高效、节能、环保的分离技术，应用范围广泛，研究进展也较为迅速。
随着科学技术的不断发展，膜分离技术在应用领域的拓展和研究进展将会更加广泛和深入。
气体膜分离技术在我国的发展现状与展望_邓麦村
⑥无机膜反应分离技术。 无机膜和无机膜 反应器制备技术基本成熟 , 完成了 10 t /a 的乙 苯脱氢制苯乙烯反应中试 , 产品收率比传统方 法提高 5% 以上 , 水油比可由 1. 5降至 1. 0。同 时 , 还开发了甲醇水解制取纯氢无机膜反应技 术 , w (氢 ) 高于 99% , 并已研制出样机。
( 1996年 8月收稿 )
· 13·
程及应用等开展研究 ,取得了很大的进展 ,为以 后膜科学的发展 ,膜技术的产业化奠定了基础。
气体透过高分子膜是一个复杂过程 , 其透 过机理通常是气体分子首先被吸附到膜的表面 溶解 , 然后沿浓度梯度在膜中扩散 , 最后从膜 的另一侧解吸出来。
衡量各种选择性分离膜的指标主要有渗透 系数 P 和分离系数 T。一般来说 , 当原料气 (高 压侧 ) 的压力远高于渗透气 (低压侧 ) 的压力 时 , 两组分渗透系数比将等于分离系数。
25 王志魁 ,毕永宏 .石油化工 , 1993( 10): 665 26 黄洁 ,曾爱武 ,余国琮 .化工学报 , 1994( 3): 306 27 黄洁 ,刘海玲 ,余国琮 .化工学报 , 1989( 4): 430 28 叶讠永恒 ,方之蓉 .化工学报 , 1987( 4): 438 29 卢议和 ,段道顺 ,赵景芳 ,等 .化工学报 , 1983( 1): 36 30 王可安 ,史季芬 ,傅举孚 .化工学报 , 1991( 6): 704 31 史季芬 ,陈金芳 ,杨腾 ,等 .化工学报 , 1994( 5): 611 32 张至英 ,戴干平 ,范自晖 ,等 .化学工程 , 1987( 5): 34 33 卢议和 ,段道顺 ,赵景芳 ,等 .化学工程 , 1984( 6): 1 34 余国琮 ,黄洁 ,张清军 ,等 .石油化工 , 1988( 1): 43 35 余国琮 ,黄洁 ,张泽廷 .化工学报 , 1986( 2): 151 36 黄洁 ,余国琮 .石油化工 , 1984( 3): 182 37 黄洁 ,徐世民 ,王平 ,等 .化学工程 , 1985( 6): 1 38 袁希钢 ,尤学一 ,余国琮 .化工学报 , 1995( 4): 512
气体膜分离技术及其发展应用
气体膜分离技术及其发展应用气体膜分离技术是一种利用气体分子在多孔膜中传递过程的物理和化学效应进行物质分离的技术。
通过气体在膜材料中的传递过程，不同大小、不同形状、不同性质的气体分子被分离出来，实现了气体纯化、浓缩、脱水和回收等目的。
由于其具有高效、节能、环保等优点，在许多领域的应用中得到了广泛关注。
1.气体分离与纯化：气体膜分离技术可以将混合气体中的组分分离出来，实现气体的纯化。
常见的应用包括空气中的氧气和氮气的分离、天然气中的甲烷和乙烷的分离等。
2.气体浓缩：气体膜分离技术可以将稀薄气体中的目标气体浓缩起来。
例如，将大气中的二氧化碳浓缩并用于工业化学反应、碳酸饮料制造等。
3.气体脱水：气体膜分离技术可以通过控制膜材料的选择和操作条件来去除气体中的水分。
这在天然气处理和乙醇生产等领域中具有重要的应用价值。
4.气体回收：气体膜分离技术可以将废气中的有用气体回收利用。
例如，在石油化工行业中，可以通过膜分离技术将废气中的有机溶剂进行回收利用。
1.早期阶段：20世纪50年代至70年代是气体膜分离技术的早期发展阶段。
在这个阶段，主要关注的是膜材料的选择和制备方法，以及对膜分离过程的理论研究。
2.中期阶段：到了20世纪80年代，气体膜分离技术开始逐渐应用于工业实践。
膜的制备方法和分离设备得到了改进，并且开始有了商业化的应用。
3.现代阶段：进入21世纪以后，气体膜分离技术的研究重点逐渐从传统膜材料向新型材料的研发转变。
例如，有机-无机杂化材料、金属有机框架材料等。
4.未来发展：随着能源和环境问题的日益突出，气体膜分离技术在能源和环保领域中的应用前景广阔。
未来发展的重点将在提高气体分离效率、降低成本、减少能耗等方面进行研究。
总之，气体膜分离技术具有广泛的应用前景。
随着新型材料和技术的不断发展，气体膜分离技术将在能源、化工、环保等领域中发挥更加重要的作用，为人类的可持续发展做出贡献。
《2024年膜分离技术的研究进展及应用展望》范文
《膜分离技术的研究进展及应用展望》篇一一、引言膜分离技术是一种基于膜的物理分离过程，具有高效、节能、环保等优点，被广泛应用于水处理、生物医药、食品工业、能源等多个领域。
近年来，随着科学技术的发展和人们对于节能环保要求的提高，膜分离技术得到了快速发展，不仅在理论上进行了大量的研究，同时在实践中也得到了广泛的应用。
本文将主要就膜分离技术的研究进展及其应用前景进行综述和展望。
二、膜分离技术研究进展（一）技术分类与特性根据不同原理和用途，膜分离技术主要分为微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）等。
微滤主要用于去除大颗粒物质；超滤则能去除病毒和部分大分子物质；纳滤则介于超滤和反渗透之间，具有较高的截留分子量；反渗透则能实现高盐分和低盐分的分离。
这些技术各自具有独特的特性和应用领域。
（二）技术原理及研究进展膜分离技术的原理主要是利用膜的选择透过性进行物质分离。
在技术上，研究主要集中在新型膜材料的开发、膜制备工艺的优化以及膜的抗污染性等方面。
随着材料科学的发展，越来越多的新型膜材料如纳米复合膜、有机-无机复合膜等被开发出来，这些材料具有更高的通量、更好的截留性能和更长的使用寿命。
此外，膜的制备工艺也在不断优化，如热致相分离法、界面聚合法等，这些方法提高了膜的制备效率和性能。
三、应用领域及案例分析（一）水处理领域在水处理领域，膜分离技术被广泛应用于海水淡化、饮用水处理、污水处理等方面。
例如，在海水淡化中，反渗透技术能有效去除海水中的盐分和杂质，实现海水淡化的目标。
在饮用水处理中，超滤和纳滤技术能有效去除水中的细菌、病毒和部分大分子有机物，提高饮用水的安全性。
（二）生物医药领域在生物医药领域，膜分离技术被用于药物提纯、生物大分子分离等方面。
例如，利用纳滤技术可以有效地从中药提取液中提取出有效成分；利用超滤技术可以有效地去除生物制品中的杂质和病毒等污染物。
（三）食品工业领域在食品工业领域，膜分离技术被用于果汁澄清、乳品加工等方面。
《2024年膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展》范文
《膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展》篇一一、引言油田开发过程中产生的含油污水是环境污染的重要来源之一，如何有效地处理和利用含油污水已成为当今研究的热点。
膜分离技术作为一种高效、环保的分离技术，近年来在油田含油污水处理中得到了广泛应用。
本文旨在探讨膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展，以期为相关研究提供参考。
二、膜分离技术概述膜分离技术是一种以压力差、电位差等为驱动力，利用特殊性质的膜对混合物进行分离、提纯和浓缩的技术。
该技术具有高效、节能、环保等优点，在污水处理、食品加工、制药、生物工程等领域均有广泛应用。
三、膜分离技术在油田含油污水处理中的应用1. 微滤（MF）微滤技术用于去除油田含油污水中的大颗粒杂质和悬浮物，其孔径一般为0.1-10μm。
通过微滤技术，可以有效降低含油污水的浊度，为后续处理提供条件。
2. 超滤（UF）超滤技术是一种能够截留大分子溶质及悬浮颗粒的膜法分离技术，主要用于去除含油污水中的有机物、微生物等。
超滤技术在油田含油污水处理中具有良好的应用效果，能够有效提高出水的质量。
3. 纳滤（NF）和反渗透（RO）纳滤和反渗透技术主要应用于处理高浓度含盐废水，如油田回注水等。
这两种技术可以有效去除水中的盐分、有机物等杂质，提高水质。
4. 膜生物反应器（MBR）膜生物反应器结合了生物处理技术和膜分离技术，具有高效、节能、环保等优点。
在油田含油污水处理中，MBR可以用于去除有机物、降低浊度等，同时能够提高处理效率，降低处理成本。
四、研究进展近年来，国内外学者针对膜分离技术在油田含油污水处理中的应用进行了大量研究。
通过改进膜材料、优化操作条件等方法，提高了膜的通量、抗污染能力和使用寿命。
同时，针对不同地区、不同来源的含油污水，研究人员还开展了大量的现场试验和实际应用研究，为膜分离技术在油田含油污水处理中的应用提供了有力支持。
五、未来展望未来，随着油田开发规模的扩大和环保要求的提高，膜分离技术在油田含油污水处理中的应用将更加广泛。
气体膜分离技术在我国的发展现状与展望
气体膜分离技术在我国的发展现状与展望随着工业化进程的加快和环境污染问题的日益严重，气体膜分离技术作为一种高效、节能、环保的分离技术，受到了广泛的关注和研究。
在我国，气体膜分离技术的发展已经取得了一定的成果，但仍存在一些挑战和问题。
本文将从我国气体膜分离技术的发展现状和展望两个方面进行探讨。
一、发展现状1.技术研究：我国的气体膜分离技术研究起步较晚，但近年来取得了长足的进展。
目前，我国在气体膜分离材料的研发、膜模块设计和膜分离过程的优化等方面都取得了一定的成果。
研究人员通过改变材料的结构和成分，提高了膜的选择性和通量，使得气体分离效果得到了显著提升。
2.应用领域：目前，气体膜分离技术已经广泛应用于石油化工、煤化工、石油天然气、环保等领域。
例如，在石油化工行业，气体膜分离技术被用于石油精制和天然气净化等过程中，能够实现高纯度的气体分离和回收利用，节约能源和降低排放。
在环保领域，气体膜分离技术可以用于废气处理和二氧化碳捕获等方面，对减少大气污染和缓解温室效应具有重要意义。
二、发展展望1.提高膜材料性能：目前，我国在气体膜分离材料方面仍存在一些瓶颈。
未来的研究应注重提高膜材料的选择性和通量，同时降低制备成本。
可以通过优化材料的结构和组成，探索新型的膜材料，以提高气体膜分离技术的应用范围和效率。
2.优化膜模块设计：膜模块是气体膜分离技术的核心部分，对膜分离效果和经济性有着重要影响。
未来的研究应注重对膜模块的设计和优化，以提高膜的寿命和稳定性，降低能耗和维护成本。
可以通过改善膜模块的流体动力学特性，提高气体在膜层中的传质速率，实现更高效的气体分离。
3.拓宽应用领域：当前，气体膜分离技术主要应用于石油化工和环保领域，未来可以拓宽应用领域，如能源领域和生物医药领域等。
例如，在能源领域，气体膜分离技术可以应用于氢气制备和储存等方面，对推动清洁能源的发展具有重要意义。
在生物医药领域，气体膜分离技术可以用于氧气输送和二氧化碳排除等方面，对提高病人治疗效果和减少医疗废气排放具有潜在应用价值。
气体分离膜技术的研究现状与未来发展
气体分离膜技术的研究现状与未来发展近年来，气体分离膜技术被广泛应用于气体纯化、制氢、天然气液化、二氧化碳捕集等领域。
该技术具有节能、高效、环保等特点，是未来化工工业转型升级的重要方向之一。
本文将从分离膜材料、分离机理和应用领域三方面探讨气体分离膜技术的研究现状与未来发展。
一、分离膜材料分离膜材料是气体分离膜技术的关键。
目前，气体分离膜材料主要包括有机膜、无机膜和复合膜。
有机膜材料常见的有聚亚砜、聚酰胺、聚醚酯等；无机膜材料常见的有硅基材料、金属有机骨架材料等；而复合膜是指将不同材料膜组合在一起形成复合膜的材料。
唯一问题是，目前分离膜材料的稳定性和选择性不足，能够分离的气体种类有限。
未来的发展方向是分离膜材料的研究和制备技术的不断提升，如研究选择性极强的材料、降低制备成本等，优化制备工艺和提高材料稳定性。
二、分离机理气体分离是指在分离膜材料的作用下，将混合气体中各种气体分离出来的过程。
常见的分离机理包括差异扩散法、吸附作用法、界面沸腾法等。
差异扩散法是指根据不同气体的扩散速度、理论扩散通量大小及跨膜压力等因素实现气体的分离。
吸附作用法是指在介孔材料/分离膜表面与气体分子之间的物理或化学作用下，实现气体的分离。
界面沸腾法是指将混合气体在膜界面处冷却，使其部分液化，从而实现气体分离。
未来，气体分离膜技术的分离机理的研究应当注重气体分子与膜材料之间的相互作用机理，以提高分离效率和选择性。
三、分离机器分离装置是实现气体分离的重要设备，其中以膜分离设备为主。
膜分离设备按照形状可分为板式、螺旋式、管式等；按照作用方式可分为压力型和浓度差型两大类。
压力型主要是指通过将前后两端形成高低压差使气体通过膜并分离的方法，浓度差型是指在外部创造气体浓度差，采用一定方式达到气体分离的方法。
未来，气体分离技术的发展方向是提高设备的可靠性、提高分离效率和降低能耗，开发具有高效分离性能、高稳定性和重复使用的分离机器。
总之，气体分离膜技术在化工行业具有广泛的应用前景。
气体分离与纯化技术的研究进展
气体分离与纯化技术的研究进展气体分离与纯化技术是目前工业生产、能源利用、环境保护、医疗保健等领域中必不可少的关键技术。
随着人们对高品质气体的需求越来越高，气体分离与纯化技术的研究也得到了越来越广泛的关注。
1、气体分离技术的研究进展气体分离技术的研究注重提高分离效率和节能减排，其中膜分离技术、压力摩擦法、吸附分离、离子交换法和热力学分离等技术得到了广泛的应用和研究。
（1）膜分离技术膜分离技术是一种依靠半透膜（工业上常用的膜包括有机膜、无机膜和复合膜）将混合气体分离的技术。
该技术具有工艺流程简单、操作方便、投资和运行费用低等优点，适用于高纯气体的分离和制备。
同时，膜分离技术也面临膜通量低、寿命短、膜污染等问题。
（2）压力摩擦法压力摩擦法是一种依靠压力差、惯性力、黏滞力进行分离的技术。
该技术具有分离效率高、操作简单、适用范围广等特点，适用于分离较小的气体分子。
但是，压力摩擦法的分离精度和分离速率仍需不断提高。
（3）吸附分离技术吸附分离技术是一种依靠吸附剂将不同成分的气体分离的技术。
该技术适用范围广泛，对氧气、氮气、氢气、氩气等气体具有较好分离效果。
但是，吸附剂的损耗、再生和设计制造等环节仍需改进。
（4）离子交换法离子交换法是一种通过离子交换作用将混合气体分离的技术。
该技术货物混合气体的选择性高、操作简单、应用广泛，适用于天然气、空气等气体的精细分离。
不过，离子交换树脂的选择、设计和开发仍是难点之一。
（5）热力学分离技术热力学分离技术是一种基于热力学原理的气体分离技术，如亚硫酸氢盐蒸汽压力脱水法、水-氨混合物蒸汽蒸馏法等。
该技术具有简单易行、高效节能等优点，但是还需进一步完善制备工艺和设备。
2、气体纯化技术的研究进展气体纯化技术是指将工业气体、医用气体、特种气体等处理成高纯度气体的技术。
随着氧化镁颗粒技术、分子筛技术、离子交换技术等先进技术的发展，该领域研究也取得了显著的进展。
（1）氧化镁颗粒技术氧化镁颗粒技术是一种利用氧化镁与气体中有害成分反应生成不溶性物质的技术。
气体分离技术的研究及其工业应用
气体分离技术的研究及其工业应用气体分离技术是指一种将混合气体中的不同成分分离出来的技术。
它在化工、制药、食品、冶金等众多行业中起着重要作用。
本文将介绍气体分离技术的四种主要方法，以及它们在工业应用中的具体案例。
1. 膜分离技术膜分离技术是一种基于膜的分离技术，它通常使用有选择性的膜，由于不同的气体分子大小和形状不一样，能够通过膜的气体分子和不能通过膜的气体分子会被分离。
该技术具有简便、低能耗、易于操作等优点，适用于低压气体混合物的分离。
工业应用案例：由于空气中含有大量的氧气和氮气，制氧厂可以通过膜分离技术分离出氧气供医疗、工业等领域使用。
2. 吸附分离技术吸附分离技术是利用吸附剂对气体吸附特性差异进行分离的一种技术。
吸附剂具有高选择性，可以吸附特定成分的气体分子。
通过控制温度和压力等参数，可以控制吸附剂吸附和脱附气体的过程，从而实现分离。
工业应用案例：石油化工行业利用吸附分离技术分离出天然气中的重烃、硫化氢等有害成分。
同时，该技术还被用于CO2捕集和H2的纯化等方面。
3. 膜渗透技术膜渗透技术是利用膜的渗透作用，将压力高的气体从膜的高压侧迁移到膜的低压侧，达到分离不同气体的目的。
膜透过率和选择性决定了膜分离效果。
工业应用案例：由于空气中富含水蒸汽和二氧化碳等成分，膜渗透技术被应用于制备超纯氧气，要求制氧纯度高，低氮，低水分和低CO2。
同时，该技术还被用于二氧化碳分离和乙烯气体分离等方面。
4. 压力摩擦热分离技术压力摩擦热分离技术是一种利用高压气体流的膨胀和减压过程中释放的压力摩擦热与工质进行分离的技术。
该技术利用气体在局部膨胀和流动时会出现热效应进行分离。
该技术具有体积小、制备简单等优点。
工业应用案例：工业合成氨中需要分离出氢气和氮气，利用压力摩擦热分离技术可以分离出纯化的氢气。
总结：气体分离技术目前已经广泛应用于化工、制药、食品、冶金等多个行业。
通过不同的分离技术，可以将混合气体中的不同成分分离出来，为工业加工和使用提供了便利。
膜分离法空气净化的应用与研究进展
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膜技术的研究现状及应用研究进展
膜技术在水处理中的应用膜技术被称为是21世纪的水处理技术,是近40年来发展最迅速、应用最广泛的技术。
膜技术在水处理中应用的基本原理是:利用水溶液(原水) 中的水分子具有透过分离膜的能力,而溶质或其他杂质不能透过分离膜,在外力作用下对水溶液(原水) 进行分离,获得纯净的水,从而达到提高水质的目的。
郑州益源天泽环境科技有限公司与传统水处理技术相比,膜技术具有节能、投资少、操作简便、处理效率高等优点,膜技术的应用给人类带来了巨大的环境和经济效益。
1、膜技术在给水处理中的应用发达国家如法国、荷兰、美国等已有越来越多的人口饮用采用膜技术生产的饮用水:法国有一座产水量高达314×105 m3/d 的膜法净水厂;英国建设的膜净水厂最大产水量达到80000 m3/d。
郑州益源天泽环境科技有限公司在淡水资源缺乏的地区,以海水、苦碱水或处理后的市政污水作为直接或间接饮用水源(回灌地下作为地下饮用水源) , 已成为拓展现有水供应的有效方法,如1993年巴黎郊区建成一座产水量为2800 m3/d 的纳滤净水厂,利用经传统工艺处理后的地表水生产饮用水,此地表水经过三级纳滤系统处理,可有效去除其中的杀虫剂及THAs 前体。
在全世界范围内已建成的以二级市政污水为水源生产高质量饮用水的示范性膜法净水处理厂中,以美国科罗拉多州丹佛市的膜法水处理厂最为有名,其处理系统中的反渗透装置发挥着去除总溶解性固体和有机污染物的作用。
2、膜技术在废水处理中的应用膜技术在郑州益源天泽环境科技有限公司废水处理方面的研究和应用几乎涉及到废水处理的各个领域,包括电泳漆废水和石油、化工、纺织、食品加工、造纸、医药、机械加工等行业的废水处理。
近年来,随着环境污染的加剧和水资源的枯竭,人们对水的循环再利用、深度处理的呼声和要求越来越高,如何尽可能多地回收利用现有的水资源已成为人们关注的焦点,废水作为一种资源的观点也逐渐被公众所接受。
膜技术在废水处理中的应用也向综合利用方向转变,一些新的膜过程不断地得到开发研究,如膜软化、渗透汽化、膜蒸馏、支撑膜液、膜生物反应器、仿生膜及生物膜等过程的研究工作不断深入。
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技术进展大规模膜法空气分离技术应用进展黄美荣 李新贵 董志清(同济大学材料科学与工程学院混凝土材料研究国家重点实验室,上海200092)摘要:富氧空气、氧气、氮气以及其他一些空气分离产品应用领域的增加,极大地推动了空气分离新技术的大规模发展。
膜法空气分离以其节能、便利、安全等优异特性在空气分离产品的工业生产中展现出了极大的发展潜力。
综述了现有膜材料的氧氮分离性能、制氧装置和制氮装置的研究开发及其在柴油发动机富氧燃烧等方面的应用研究,分析了膜法空气分离大规模商业化必须克服的技术障碍,从新型高性能膜材料的合成与制备方面提出了实现大规模膜法空气分离应用应采取的措施。
关键词:膜法空气分离;气体分离膜;应用中图分类号:T Q028.8;T Q028.1 文献标识码:AApplication of large 2scale air separation by membranesHUANG Mei 2rong ,LI Xin 2gui ,DONG Zhi 2qing(S tate K ey Laboratory of C oncrete Materials Research ,C ollege of Materials Science &Engineering ,T ongji University ,Shanghai 200092,China )Abstract :The increments in application field of oxygen 2enriched air ,oxygen ,nitrogen and other air 2separation products have significantly pushed toward the development of air separation technology on large scale.Membrane 2based air separation shows a huge development potential because of many features ,such as low energy consumption ,facility ,safety and s o on.Separa 2tion performance of the available materials for oxygen enrichment ,research and development of oxygen and nitrogen generator ,and their application in oxygen 2enriched combustion air for diesel engines are summarized.T echnical hurdles that must be over 2come before success ful commercialization are analyzed.Measures that must be taken are put forward for the application of large 2scale membrane 2based air separation technology from the view point of synthesis and formations of new high performance mem 2brane materials.K ey w ords :membrane 2based air separation ;gas 2separation membrane ;application 收稿日期:2002205231 基金项目:国家自然科学基金资助项目(20174028) 作者简介:黄美荣,女,1963年生,硕士,副教授,从事气体分离功能高分子膜研究。
随着氧气、氮气和其他一些空气分离产品应用的增加,大规模空气分离技术得到了迅速发展。
目前已形成了基于低温冷冻精馏分离技术的大规模的空气分离工厂,并通过输送管道提供给用户[1]。
其氧气单管生产能力已达到3000～4000t/d 的规模,还常常伴有副产品氮气和氩气。
该技术因可在大型或特大型空分装置中进行且氧气产品纯度可高达991999%(体积分数,下同),因而具有成本低、纯度高的优势。
相对而言,变压吸附是一种现代化的分离技术,由变压吸附法空气分离装置生产的氮气产量已达20～6000m 3/h (标准状态,下同);它也以产品纯度高、产气量大而占据优势。
膜法空气分离是最近几年来发展起来的空气分离技术,目前在产品纯度和产气量上不如上述两种技术,如新近商业化的膜法氧氮分离器Prism ,其产氮量为0126～5000m 3/h ,氮气纯度为9919%,富氧纯度为30%～42%。
然而,膜法空气分离却以节能、快捷、安全、便利等优势而蕴藏着巨大的发展潜力[2,3]。
如何抓住这一发展契机,在加强自身优势、克服自身不足的同时,推动大规模膜法空气分离的进程,值得每位膜科学工作者深思[2]。
笔者根据近年来膜法空气分离领域的研究与开发现状,列举了现有富氧膜材料的性能,总结了目前的膜法空气分离研究应用现状及面临的问题,阐明了实现大规模膜法空气分离应采取的措施,・01・ Sep.2002现代化工第22卷第9期M odern Chemical Industry 2002年9月以期推动膜法空气分离的大规模应用。
1 现有的空气分离膜材料在膜法空气分离中,首先遇到的问题就是膜材料的选择。
实际分离过程中,膜的选择是非常复杂的。
除了分离效率、生产效率这两个基本指标外,其他性能如成膜性、耐久性、稳定性、操作条件下的机械完整性、经济成本等都必须考虑,这些性能需要综合权衡考虑。
分离操作越有效,达到给定的分离要求的推动力(压力差)越低,那么整个膜系统的操作费用就越低。
另一方面,透过速率越大,所需膜的表面积就越小,于是膜系统的投资花费就越少。
到目前为止,人们选择了许多材料,研究了它们的空气分离性能,现详述如下。
111 聚合物膜大多数传统聚合物都具有一定的富氧性能,表1列举了一些氧氮分离系数大于215、透氧系数P (O 2)>110Barrer 的聚合物膜材料[4～6](1Barrer 是指每秒钟每厘米汞柱压力差下每平方厘米膜面积中透过1厘米厚的膜的气体在标准状态下的毫升数的十亿分之一,1Barrer =10-10cm 2・s -1・cmHg -1,其中1cmHg =1333Pa )。
将它们用于空气分离操作,均获得了较好的分离效果。
当然,这些膜材料未能超过R obes on 提出的富氧膜材料的性能上限[7],见图1。
为4,4′2(六氟异丙基)苯二甲酸酐(6FDA )/均苯四胺(T AB )聚吡咙膜或摩尔比为90/10、75/25、50/50的[均苯四甲酸酐(PM 2DA )/6FDA]/T AB 共聚吡咙膜;■为体积分数为10%～90%的沸石4A 与M atrimid 聚合物基体形成的混合基质膜图1 膜法空气分离的上限及一些膜材料的氧氮分离性能范围112 载体促进输送膜促进传递膜除了简单的渗透物溶解与扩散之外,还会发生一个可逆的络合反应:在膜的上游侧络合,沿着它自身的浓度梯度下降的方向扩散,再在表1 一些聚合物膜氧氮分离性能[4～6] 聚合物P (O 2)/Barrer 氧氮分离系数聚二(三甲硅基)富马酸酯8000218聚特丁基三甲硅基富马酸酯2300318聚苯基二甲基乙烯基硅烷7400414聚乙烯基三甲基硅烷300410聚甲基苯基硅氧烷30311氟化聚三甲硅基丙炔19634175聚特丁基乙炔300310聚42甲基戊烯213213410聚丁二烯19310聚2,62二甲基对苯醚17418纤维素三硝酸酯110512乙基纤维素153143聚苯乙烯21636128低密度聚乙烯21933102聚碳酸酯1148513四溴聚碳酸酯114715四甲基聚碳酸酯516511四溴六氟聚碳酸酯917514聚砜113617二甲基硅氧烷接枝乙基纤维素共聚物 接枝率为65%(质量分数)时1882195 接枝率为40%(质量分数)时443193聚2,62二甲基对苯醚接枝二甲基硅氧烷 共聚物46411聚42甲基戊烯21接枝42乙烯基吡啶共聚物2614～3516715～111142乙烯基吡啶等离子体喷涂硅氧烷11541942乙烯基吡啶等离子体喷涂天然橡胶131651842甲基苯乙烯/1,22二甲基硅烷共聚物112141442乙烯基吡啶/聚三甲硅基丙炔1212815聚酯碳酸酯114810羟基苯乙烯2二甲基硅氧烷2砜三嵌段 共聚物4402168下游侧解络合,从而实现混合物的分离。
现有的载体促进输送膜主要有钴络合物膜、硝酸盐的熔盐膜以及氧载体接枝乙烯基类高聚物膜。
这类膜的高选择性来自其中的高效氧载体,它具有极高的输送氧气的能力。
表2列举了一些典型的载体促进输送膜的富氧性能[8～11]。
・11・ 年 月黄美荣等:大规模膜法空气分离技术应用进展表2 一些典型的载体促进输送膜的富氧性能 膜材料温度/℃P(O2)/Barrer氧氮分离系数PA66/C o(32M eOsaltmen)/吡啶衍生物-105802614硝酸锂熔盐膜5027700320硝酸钠熔盐膜525111079可见,它们的氧氮分离系数异常高,用它们几乎可以富集到纯氧。
这类膜可以制造出多种形式:固定液膜、溶胀的聚合物膜或者含有反应功能团的固体聚合物。
但这类膜的一个最主要的缺点就是膜的稳定性差,随着时间延长,膜会因为干化或失去载体而使性能大大劣化。
另外,有些载体促进输送膜还必须在400℃的高温形成熔盐膜后才有分离作用。
这既加大了能耗投资,又增加了组件的制作难度和费用。
因此,载体促进输送膜目前还未能大规模应用于空气分离。
若将氧载体通过简单的共混技术加入到普通聚合物中,材料的富氧性能也会提高。
如在聚碳酸酯中加入3%(质量分数)的钴络合物氧载体C o(SalPr),所得膜材料的氧氮分离系数将从5增加到6192,同时,透氧系数也从1150增加到1165[8]。
添加剂使氧氮分离系数和透氧系数同时增加,这种情形是不多见的。
113 分子筛膜相对于聚合物,分子筛是另一种材料。
它们主要依靠分子尺寸差别来达到分离的目的。
这类膜具有超细的微孔,这些孔小到足以排斥某些分子,而只让别的分子通过。
在实验室范围内,这些膜表现出了极为吸引人的透过性能。
例如分子筛碳膜就具有比高聚物膜高得多的空气分离性能,它能够落在商业化膜区域内[2],见图1。
更为值得一提的是,这些膜还是刚性膜,在恶劣的条件下如高温、高压、出现高吸收组分时不会丧失稳定性,而在同样的条件下,聚合物膜早就塑化了。