[發(fā)明專利]用中空纖維微孔膜脫除混合氣體中組份的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 99104230.1
• 申請日: 1999-04-26
• 公開（公告）號: CN1075742C
• 公開（公告）日: 2001-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐又一;徐紅;王建黎;陳元?jiǎng)?/a>;王樹源;王紅軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)膜分離工程聯(lián)合公司
• 主分類號: B01D53/22
• 分類號: B01D53/22;B01D53/14;B01D69/08
• 代理公司: 浙江高新專利事務(wù)所
• 代理人: 陳禎祥

本發(fā)明屬于從混合氣體中分離組份的技術(shù)，涉及膜法分離混合氣體組份。

現(xiàn)有膜法分離混合氣體組份的技術(shù)，已在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。一般采用的膜材質(zhì)都是致密膜，如聚酰亞胺、聚醚砜等。利用膜材質(zhì)對氣體溶解擴(kuò)散機(jī)理，根據(jù)膜材料對氣體的不同選擇性實(shí)現(xiàn)混合氣體組份的分離。

這種用致密膜分離氣體組份的技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：

1、膜兩側(cè)需要有較大的壓力差，使設(shè)備復(fù)雜，增加了生產(chǎn)成本。

2、致密膜材料對氣體的選擇分離因子往往與氣體的透過速率成反比，即氣體透過速率大，則分離因子小，因而限制了氣體分離效率；

3、致密膜材料對氣體具有不同選擇透過性，如氣體改變了，就要選擇不同的致密膜，給生產(chǎn)使用帶來不便。

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種常壓條件下的膜法氣體分離技術(shù)，分離效率高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

采用疏水性聚丙稀或聚乙烯中空纖維微孔膜，在該膜一側(cè)接通需要脫除組份(特別是酸性和堿性氣體)的混合氣體，膜的另一側(cè)設(shè)置相應(yīng)吸收液體；膜兩側(cè)均為常壓；由于膜的疏水性，吸收液體不能通過微孔膜壁；雖混合氣體中各組份均可通過微孔膜壁到吸收液體的一側(cè)，但對于不要求分離脫除的氣體組份不與相應(yīng)吸收液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只有那些要求從混合氣體中脫除的組份，透過微孔膜壁立即與吸收液體發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)，使該組份在膜兩側(cè)形成較大氣壓差，此組份氣體便從混合氣體一側(cè)源源不斷進(jìn)入膜的另一側(cè)與吸收液體進(jìn)行連續(xù)地不可逆化學(xué)反應(yīng)。這樣，就可實(shí)現(xiàn)從混合氣體脫除需要分離的氣體組份。同時(shí)，該組份可與吸收液體產(chǎn)生新的有用物質(zhì)。

本發(fā)明突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)及顯著進(jìn)步：

1、利用聚丙烯或聚乙稀中空纖維微孔膜的微孔性和透氣性，保證氣體能以大的透過速率通過膜壁；

2、該技術(shù)以膜為界，氣相、液相各行其道，兩相流動(dòng)、壓力大小均可分別控制，環(huán)境壓力采用常壓，不需復(fù)雜的加壓裝置，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，推廣使用方便；

3、利用需分離的氣體組份與吸收液的不可逆化學(xué)反應(yīng)，造成兩側(cè)氣壓差為推動(dòng)力，能使該組份實(shí)現(xiàn)高的選擇性分離，對混合氣體中酸性組份或堿性氣體組份的脫除率可高達(dá)90～98％之間，并能確保吸收液一側(cè)得到的產(chǎn)物純度高，可用于制備試劑級產(chǎn)品。

本發(fā)明方案的實(shí)施例：

例1：膜一側(cè)的混合氣體取合成氨銅洗再生氣為例，其組份包括Co、NH₃、CO₂、N₂、H₂等，膜另一側(cè)吸收液采用硫酸，要求從混合氣體中脫降NH₃。NH₃氣體透過中空纖維微孔膜進(jìn)入硫酸溶液發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：

得到硫胺溶液，經(jīng)后處理可得到精制硫銨。

經(jīng)該方法處理后，NH₃的含量可以從18.4％降到0.01％以下。

實(shí)施例2：膜一側(cè)的混合氣體為沼氣或天然氣，其中主要組分是CH₄、H₂S、CO₂等。以聚丙烯中空纖維微孔膜為分離膜材料，以NaOH為吸收液。H₂S和CO₂會(huì)與NaOH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而脫除了CO₂、H₂S等組份，實(shí)現(xiàn)CH₄的純化。