我國的氣體分離膜成果

氣體膜分離技術(shù)的真正突破是在70年代末，1979年美國的Mnsanto公司研制出“Prism”氣體膜分離裝置，“Prism”裝置采用聚砜-硅橡膠復(fù)合膜，以聚砜非對(duì)稱膜中空纖維作為底膜，在其中空纖維外表面真空涂覆一層致密的硅橡膠膜。聚砜底膜起分離作用，底膜的皮層僅有0.2μm左右，遠(yuǎn)比均質(zhì)膜薄，因此其滲透速率大大提高;硅橡膠涂層起到修補(bǔ)底膜皮層上的孔缺陷的作用，以保證氣體分離膜的高選擇性?！癙rism”氣體膜分離裝置自1980年商業(yè)應(yīng)用以來，至今已有上百套裝置在運(yùn)行，用于合成氨弛放氣中氫回收和石油煉廠氣中氫回收。

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膜滲透機(jī)理

溶解－擴(kuò)散模型：適用于液體膜、均質(zhì)膜或非對(duì)稱膜表皮層內(nèi)的物質(zhì)傳遞。在推動(dòng)力作用下，滲透物質(zhì)先溶解進(jìn)入膜的上游側(cè)，然后擴(kuò)散至膜的下游側(cè)，擴(kuò)散是控制步驟。例如氣體的滲透分離過程中，推動(dòng)力是膜兩側(cè)滲透物質(zhì)的分壓差。當(dāng)溶解服從亨利定律（見相平衡關(guān)聯(lián)）時(shí)，組分的滲透率是組分在膜中的擴(kuò)散系數(shù)和溶解度系數(shù)的乘積?；旌蠚怏w的分離依賴于各組分在膜中滲透率的差異。溶解-擴(kuò)散模型用于滲透蒸發(fā)（又稱汽滲，上游側(cè)為溶液，下游側(cè)抽真空或用惰性氣體攜帶，使透過物質(zhì)汽化而分離）時(shí)，還須包括膜的汽液界面上各組分的熱力學(xué)平衡關(guān)系。

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膜的定義

以常見的超濾過程為例，分離機(jī)理主要為篩分：膜表面有微孔，流體流經(jīng)膜一側(cè)的表面時(shí)，部分較小的分子隨部分溶劑穿過膜到達(dá)另一側(cè)，形成透析液，而大分子則被截留在原來的一側(cè)，形成截留液，從而達(dá)到了將大分子溶質(zhì)與小分子溶質(zhì)及溶劑分離開的目的。

形象地說，膜就像一張篩網(wǎng)，可以攔下大的、透過小的。但這張篩網(wǎng)與眾不同的是它的孔徑很小，進(jìn)行的是大小分子的分離。我們只要選擇合適孔徑的膜，就可以進(jìn)行所需的分子級(jí)分離。

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