脱除及浓缩二氧化碳的膜分离技术.pdfVIP

第18卷第6期 膜科学与技术 V01．18No．6 ANDTEa闭NoI．oGY 1998年12月 MEMⅢ娘ANESCIENCE Dee．1998 脱除与浓缩二氧化碳的膜分离技术 秦向东 温铁军金美芳 (中国科学院大连化学物理研究所，大连116023) 摘要综述了液膜、聚合物膜、无机膜及膜基气体吸收等膜与膜过程在032的脱除与浓缩 中的研究进展，并论述了这几种膜与膜过程在民用方面如发电厂燃料废气(C02／N2分离)、天 缩(C02／Ch、C02／N，分离)的可能应用． 关键词膜分离二氧化碳脱除浓缩 分类号TQ028．8 自1979年美国Monsanto公司第一个将气体膜的好坏主要有3个参数：选择性、渗透速率和寿命． 分离装置成功应用于从工业气体中回收氢以来，气 以下将根据3个主要的评价参数对这3种膜技术做 体膜分离技术发展迅速，该技术目前已成功应用于 一综合与评述． J．近几年来， N2／H2、N2／Oh(富氧、富氮)等分离中【l 1 液膜技术 在环保、工业生产、国防等方面的需求下，C02分离 已逐渐引起许多膜分离工作者的兴趣并在这方面做 根据制膜的不同，液膜可分为乳化液膜、支撑液 了大量工作．从工业废气(如发电厂燃料废气)中脱 膜．对混合气体中032的脱除与浓缩的研究主要集 除C02和SQ，膜分离技术由于能耗最低、无废渣、中在支撑液膜及其改进型Ⅷ屯L，M．乳化液膜主要 废液等二次污染以及操作简便等优点很有可能取代 涉及液体中有用物质的回收与浓缩以及有毒有害物 传统的气体吸收或吸附．在工业生产上，该技术可应 质的脱除与浓缩，与气体分离基本无关． 用于从天然气、沼气中脱除C02，以提高天然气、沼 支撑液膜由膜液和聚合物膜支撑体构成．膜液 气的燃值与等级，这是一个很有潜力的巨大市 内含有载体，载体与c02反应使032溶解于膜液中 并形成“促进传递”形式的物质，在压力差、浓度差等 场[21．国防上，潜艇及空间站等密闭环境中C02的 脱除也是一个相当重要的课题，膜技术相比于初始 化学位差的推动下，c02与载体反应生成的物质便 的碱金属氧化物、过氧化物等非再生物质以及吸附、 穿过膜，在膜的另一侧将032释放出来．由于液膜 化学吸收等可再生方法具有明显的优越性，美国等 中气体扩散系数一般比在聚合物膜中大几个数量级 发达国家已在积极研究用膜技术来脱除032的可 且酸性气体c02与载体的酸碱反应使得这种膜具 行性[3，4|． 有很高的渗透速率和选择性． mem— 1．1支撑液膜或静置液膜(Supported 可用于C02脱除与浓缩的膜技术主要有以下3 liquid braneorimmobilizedmembrane) 类：(1)液膜技术；(2)固体膜技术，包括多孔无机膜 liquid 和具有特定基团的无孔聚合物膜；(3)膜分离与其它 最早利用支撑液膜的促进传递进行c02／oz分