气体膜分离技术简介ppt课件

1、v 膜分别技术是利器具有特殊选择分别性的高分子聚合纤维资料作为分别元件，在一定驱动力作用下，使双元或多元组份因透过膜的速率不同而到达分别或特定组份富集的目的。 当混合气体在一定的驱动力膜两侧的压力差或压力比作用下，浸透速率相当快的气体如水汽、氧气、氢气、氦气、硫化氢二氧化碳等透过膜后，在膜的浸透侧被富集，而浸透速率相对慢的气体如氮气、氩气、甲烷和一氧化碳等被滞留在膜的滞留侧被富集从而到达混合气体分别的目的。 v气体膜分别器的概念v 普通来说，一切的高分子膜对一切气体都是可以浸透的，只不过气体浸透速度各不一样，分别器正是借助他们之间浸透速率上的差别，来实现对某种气体的浓缩和富集。v 通常人们把浸

2、透较快的气体叫“快气，由于它们优先透过并得到富集的浸透汽，而把浸透较慢的气体叫“慢气，由于他较多的滞留在原料气侧成为渗余气。“快气和“慢气不是绝对的，而是针对不同的气体组成而言的，假设低氧气和氢气来说，氢气是“快气，氧气是“慢气；而对氧气和氮气体系来说，氧气变为“快气，由于氧气比氮气透过得快。因此，这主要是由其体系中的相对浸透速度来决议的。v气体透过膜是一种比较复杂的过程。普通来说，运用的材质不同，其分别的机理也不一样，如当气体透过多孔膜是，有能够出现分子流、黏性流、毛细管凝聚v和分子筛筛分等景象。v不过当气体透过非多孔膜时，v比较一致的说法为溶解分散v机理，即气体分子首先呗吸v附并溶解于膜的

3、高压侧外表v然后借助浓度梯度在膜中扩v散，最好从膜的低压侧解析v出来。气体的溶解-分散是在膜上没有延续通道的的情况下，靠聚合物母体上链段的热扰动产生瞬变浸透通道进展的，从膜的上外表分散到下外表。v 因此，人们可以经过改动就何物的化学相知来调理自在产生的公正大小和分布，以延缓一种组分的运动，而让另一种组分更多地经过，从而实现分别的目的，这就是所说的流动选择性机理。 但是，研讨发现流动选择性机理不是决议膜选择性的独一要素，决议膜选择性的另一个要素是溶v解选择性，也就是说气体分子在膜内的溶解和分散不仅受瞬变的流动通道的制约，而且遭到它们在无孔聚合物或在超微孔网状物中的相关吸附性的影响。通常宝两种气体

4、的相关溶解度的大小用相应沸点来表示，例如，氦气和氮气的沸点分别为4K和77K，这阐明不容易浓缩，而且和氢气相比较，它在高聚物和超微孔介质中的吸附也比较低。膜资料和气体之间相互作用是很微妙的，而且在许多情况下可以忽略不计，此外，当纯气体在玻璃态聚合物中溶解时，将会出现两种吸附景象。 原料气进入膜分别器后，中空纤维膜对氢气有较高的选择性。中空纤原料气进入膜分别器后，中空纤维膜对氢气有较高的选择性。中空纤维膜内侧构成富氢区气流，而外侧构成了惰性气流。前者称为浸透气，后维膜内侧构成富氢区气流，而外侧构成了惰性气流。前者称为浸透气，后者称尾气。浸透气经紧缩机重返合成系统，尾气供熄灭。者称尾气。浸透气经紧

5、缩机重返合成系统，尾气供熄灭。中心部件中心部件v 膜分别系统的中心部件是一构型类似于膜分别系统的中心部件是一构型类似于管壳式换热器的膜分别器，膜分别器内的中管壳式换热器的膜分别器，膜分别器内的中空纤维管是一种高分子聚合物空纤维管是一种高分子聚合物,中空纤维管对中空纤维管对氢气有较高的选择性，靠中空纤维膜内、外氢气有较高的选择性，靠中空纤维膜内、外两侧分压差为推进力，经过浸透、溶解、分两侧分压差为推进力，经过浸透、溶解、分散、解吸等步骤而实现分别。数万根细小的散、解吸等步骤而实现分别。数万根细小的中空纤维丝浇铸成管束而置于承压管壳内。中空纤维丝浇铸成管束而置于承压管壳内。混合气体进入分别器后沿纤维的一侧轴向流混合气体进入分别器后沿纤维的一侧轴向流动，动，“快气不断透过膜壁而在纤维的另一侧快气不断透过膜壁而在纤维的另