筆者將在此與廣大科技工作者共同介紹膜分離技術(shù),推廣膜分離技術(shù),振興中國技術(shù)。
近30年來,作為一門新型的高分離、濃縮、提純及凈化技術(shù),新的膜過程不斷地得到開發(fā)研究,如滲透汽化、膜蒸餾、支撐液膜、膜萃取、膜生物反應(yīng)器、控制釋放膜、仿生膜、生物膜等。而傳統(tǒng)的膜過程也更加成熟,進一步得到工業(yè)化,產(chǎn)業(yè)化,市場化,如微濾、超濾、納濾、反滲透、滲析、電滲析、氣體分離等等。
從廣義上來說,膜就是一種介質(zhì),可以是氣體、液體或者固體,但固體膜應(yīng)用得較為廣泛,目前我廠使用的膜即為一種固體膜。膜能夠成為真正意義上的分離膜,必需具備兩個條件,一是必需很薄,對所要分離的物質(zhì)具有很高的透過性,二是必需對所要分離的物質(zhì)中的不同組分具有不同的透過性。氣體分離膜技術(shù)是利用不同氣體通過某一特定膜的透過速率不同而實現(xiàn)物質(zhì)分離的一種化工單元操作。其傳質(zhì)推動力為膜兩端的分壓差。因此,從理論上說,任何一種氣體混合物都可以用氣體分離膜技術(shù)這種化工單元操作實現(xiàn)分離,只要我們找到一種合適的膜。
氣體分離膜技術(shù)70年代初即有工業(yè)應(yīng)用,真正奠定其在氣體分離市場地位的是美國Monsanto公司1979年推出的“Prism”H2/N2膜分離裝置。目前膜法分離回收氫在工業(yè)上除用于合成氨弛放氣中氫分離回收外,還用于煉油工業(yè)尾氣中氫的分離、回收及合成氣H/CO比例調(diào)節(jié)。另外還有天然氣脫濕,CO2分離、回收,空氣分離等。目前氣體分離膜技術(shù)已經(jīng)被大多數(shù)工程技術(shù)人員所接受和認可,并且將該技術(shù)作為氣體分離過程中較為優(yōu)先考慮的單元操作。
氣體分離膜技術(shù)與其它分離技術(shù)相比具有許多的優(yōu)勢,如分離過程中無相變,因此一般說能耗較低。傳質(zhì)推動力為壓差,因此分離過程較為容易實現(xiàn),如果氣源本身就具有壓力,分離過程的經(jīng)濟性更加明顯。從宏觀上來說,氣體分離膜技術(shù)是一種物理分離過程,并且是一種靜態(tài)過程,因此流程一般比較簡單,實現(xiàn)起來更加容易,日常工耗很低,其操作費用低是大的優(yōu)勢。氣體分離膜技術(shù)開停車迅速是其它分離技術(shù)所無法比擬的,從理論上說氣體分離膜技術(shù)可以實現(xiàn)瞬間開停車。氣體分離膜技術(shù)同時也具有占地面積小,節(jié)能、環(huán)保等獨的優(yōu)勢。
目前氣體分離技術(shù)的集成日益成為工程技術(shù)人員研究的重點。氣體分離技術(shù)集成是指將不同氣體分離膜技術(shù)合而為一,實現(xiàn)經(jīng)濟性佳,而氣體分離膜技術(shù)是該項技術(shù)的核心,其它分離技術(shù)作為該技術(shù)的補充。