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。
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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。