不同的氣體分離技術(shù)
目前成熟的氣體分離技術(shù)可歸為物理手段和化學(xué)手段兩大類，其中物理手段的通用性更強(qiáng)。氣體分離的物理方法從原理上可歸為以下三類：變壓吸附技術(shù)、低溫技術(shù)和中空纖維膜分離技術(shù)。
以空氣中的氧、氮分離為例，（1）變壓吸附技術(shù)是通過特定規(guī)格的吸附劑將分子直徑不同的氮?dú)夂脱鯕夥珠_。在吸附過程中，氧氣被吸附劑吸收而氮?dú)饪梢宰杂赏ㄟ^，通過高轉(zhuǎn)速球閥將原料空氣等量等時(shí)長地分配給兩個相同的吸附罐進(jìn)行交替工作，從而實(shí)現(xiàn)氮?dú)獾纳a(chǎn)。
（2）低溫分離技術(shù)是利用氣體自身的物理屬性，在低溫環(huán)境中氧氣、氮?dú)獾囊夯瘻囟炔煌�，從而�?shí)現(xiàn)不同氣體組分的分離。這種技術(shù)適用于多種液態(tài)工業(yè)氣體產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括氧氣、氮?dú)�、氖氣、二氧化碳等等�?
20世紀(jì)80年代后期，隨著高分子材料的突破和創(chuàng)新，一系列可對不同氣體分子實(shí)現(xiàn)選擇性溶解滲透的材料被應(yīng)用到空氣分離行業(yè)，形成了（3）中空纖維膜分離技術(shù)。以制氮?dú)膺^程為例，加壓空氣中的氧氣和氮?dú)庠跉怏w分離膜中的滲透速率的不同，物理活性更為活躍的氧氣透過膜材料溢出，而氮?dú)饪稍谀?nèi)側(cè)富集。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了氣體組分的常溫、連續(xù)分離，且設(shè)備體積小、靜止運(yùn)轉(zhuǎn)，移動性和可靠性都較其他技術(shù)更高。
中空纖維膜氣體分離技術(shù)的原理
三種氣體分離技術(shù)比較：用于空氣中的氧、氮分離
低溫分離技術(shù) 變壓吸附技術(shù) 膜分離技術(shù)
氣體分離媒介 制冷劑膨脹 吸附劑 中空纖維膜
基本原理 熱交換 吸附劑吸收氧氣釋放氮?dú)�，飽和后需再�?氧氮?dú)怏w分子因滲透速率不同而自然分離
氮?dú)饧兌?雜質(zhì)小于1ppm 95-99.9995% 95-99.9%
氮?dú)饴饵c(diǎn) — ＜-40℃ ＜-60℃
氣量 通常大于5,000Nm3/h 通常小于1,000Nm3/h 通常10至10,000Nm3/h
輸出連續(xù)性 — 不連續(xù) 連續(xù)
設(shè)備啟動時(shí)間 12-24 小時(shí) 小于20分鐘 小于3 分鐘
設(shè)備尺寸 大 中等 小
設(shè)備投資 高 低 中等
操作維護(hù)成本 很高 一般 低
設(shè)備移動性 移動困難 移動困難 移動性好
供氣穩(wěn)定性 — 中等 高
膜分離技術(shù)的歷史
20世紀(jì)80年代，美國、日本一些知名化學(xué)公司的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出可用于空氣分離的高分子復(fù)合材料。經(jīng)過多年的后續(xù)研發(fā)和應(yīng)用推廣，與頭發(fā)纖維粗細(xì)相當(dāng)?shù)闹锌绽w維膜材料被排列成纖維束，應(yīng)用于空氣分離等各種作業(yè)，在工業(yè)、能源、航天、軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。中空纖維膜分離技術(shù)于20世紀(jì)80年代末、90年代初實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
凱德實(shí)業(yè)是中國最早引入并成功應(yīng)用膜分離技術(shù)的踐行者，公司于1993年生產(chǎn)的膜分離工業(yè)制氮機(jī)是國內(nèi)最早的膜分離氣體分離產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由1993年至2012年，凱德實(shí)業(yè)向世界范圍內(nèi)的油氣田氮?dú)庥脩籼峁┝水a(chǎn)能累計(jì)超過160,000立方米/小時(shí)的膜分離設(shè)備（以95%氮?dú)庥?jì)算），向工業(yè)氮?dú)庥脩籼峁┝水a(chǎn)能累計(jì)超過12,000立方米/小時(shí)的膜分離設(shè)備（以99%氮?dú)庥?jì)算），相當(dāng)于建成了一座24小時(shí)在世界各地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的移動式巨型工廠！
中空纖維
快氣與慢氣
上百萬根中空膜纖維排列在一起形成束狀，稱之為膜組。不同氣體分子透過膜組材料的滲透速率不同。以氧、氮分離為例，空氣經(jīng)加壓由膜組一端流入；氧氣比氮?dú)獾臐B透速度快，可稱為“快氣”，在壓力下透過膜材料快速滲透并從膜組外側(cè)溢出；“慢氣”氮?dú)庠谀げ牧仙系臐B透率很小，可在膜組內(nèi)側(cè)富集并從另一端排出，這樣兩種氣體實(shí)現(xiàn)了分離。
“快氣”和“慢氣”是相對而言的，多種氣體組分可以通過膜技術(shù)進(jìn)行分離，例如二氧化碳與甲烷（膜分離技術(shù)用于沼氣提純）、氫氣與甲烷等等。
快氣與慢氣
膜組的模塊化設(shè)計(jì)
膜分離技術(shù)大大縮短了許多重要?dú)怏w的分離回收工藝流程，同時(shí)使占地更小的大規(guī)模的分離應(yīng)用成為可能。只要弄清楚單根膜組的工藝參數(shù)，通過成倍增加膜組數(shù)量，就可以實(shí)現(xiàn)不同規(guī)模的模塊化設(shè)計(jì)。通過對膜組兩端壓力差及工藝溫度等條件的控制，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)不同純度、不同回收率目標(biāo)氣體的分離。所以說掌握了膜分離技術(shù)便占領(lǐng)了氣體分離技術(shù)的至高點(diǎn)。
天津凱德實(shí)業(yè)有限公司
Tianjin Hi-Tech Enterprise Co., Ltd
地址：天津市空港經(jīng)濟(jì)區(qū)保稅路350號（300308）
No. 350 Baoshui Rd., Airport Economic Area, Tianjin, 300308, China
電話：86(0) 22 5809 8777
手機(jī)：86(0) 189 206 92945
400電話：4008 617 787
郵箱：hitech@tj-hitech.com
傳真：86(0) 22 5809 8788
網(wǎng)站：http://www.tj-hitech.cn/ |
 |
|
手機(jī)站
您當(dāng)前位置是：商業(yè)機(jī)會 >> 機(jī)械及行業(yè)設(shè)備 >> 壓縮、分離設(shè)備 >> 供應(yīng)膜分離
聯(lián)系信息