笔者将在此与广大科技工作者共同介绍膜分离技术,推广膜分离技术,振兴中国技术。
近30年来,作为一门新型的高分离、浓缩、提纯及净化技术,新的膜过程不断地得到开发研究,如渗透汽化、膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放膜、仿生膜、生物膜等。而传统的膜过程也更加成熟,进一步得到工业化,产业化,市场化,如微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析、气体分离等等。
从广义上来说,膜就是一种介质,可以是气体、液体或者固体,但固体膜应用得较为广泛,目前我厂使用的膜即为一种固体膜。膜能够成为真正意义上的分离膜,必需具备两个条件,一是必需很薄,对所要分离的物质具有很高的透过性,二是必需对所要分离的物质中的不同组分具有不同的透过性。气体分离膜技术是利用不同气体通过某一特定膜的透过速率不同而实现物质分离的一种化工单元操作。其传质推动力为膜两端的分压差。因此,从理论上说,任何一种气体混合物都可以用气体分离膜技术这种化工单元操作实现分离,只要我们找到一种合适的膜。
气体分离膜技术70年代初即有工业应用,真正奠定其在气体分离市场地位的是美国Monsanto公司1979年推出的“Prism”H2/N2膜分离装置。目前膜法分离回收氢在工业上除用于合成氨弛放气中氢分离回收外,还用于炼油工业尾气中氢的分离、回收及合成气H/CO比例调节。另外还有天然气脱湿,CO2分离、回收,空气分离等。目前气体分离膜技术已经被大多数工程技术人员所接受和认可,并且将该技术作为气体分离过程中较为优先考虑的单元操作。
气体分离膜技术与其它分离技术相比具有许多的优势,如分离过程中无相变,因此一般说能耗较低。传质推动力为压差,因此分离过程较为容易实现,如果气源本身就具有压力,分离过程的经济性更加明显。从宏观上来说,气体分离膜技术是一种物理分离过程,并且是一种静态过程,因此流程一般比较简单,实现起来更加容易,日常工耗很低,其操作费用低是大的优势。气体分离膜技术开停车迅速是其它分离技术所无法比拟的,从理论上说气体分离膜技术可以实现瞬间开停车。气体分离膜技术同时也具有占地面积小,节能、环保等独的优势。
目前气体分离技术的集成日益成为工程技术人员研究的重点。气体分离技术集成是指将不同气体分离膜技术合而为一,实现经济性佳,而气体分离膜技术是该项技术的核心,其它分离技术作为该技术的补充。