基于促进传递机理的一氧化碳分离膜研究进展

本论文对基于促进传递机理的CO分离膜技术的现状进行了总结,重点介绍了促进传递膜对CO/N_2的分离机理及促进传递载体的研究进展,同时展望了膜分离技术应用于CO气体分离的前景及研究方向.     

CO_2/CH_4分离膜技术在沼气提纯中的应用研究进展

生物天然气(BNG)是近年来新兴的一种可再生清洁能源.制备生物天然气的核心是去除沼气中的二氧化碳.CO2/CH4分离膜技术被认为是未来沼气提纯领域最有潜力的一项技术.本文对CO2/CH4分离膜技术在沼气提纯中的应用研究和发展现状进行综述,包括CO2/CH4分离膜材料的最新发展;膜法沼气提纯工艺过程的设计;欧美膜法沼气提纯工业化装置的近况等;最后对膜法沼气提纯技术的主要困难及未来发展方向进行分析与讨论.     

CO_2分离膜在海上平台的使用

在众多天然气脱CO2的技术中,膜法脱碳占地小,能耗低,在寸土寸金的海上平台无疑是最佳选择,也因此从众多技术中脱颖而出。日前,由大连欧科膜技术有限公司与乐东海上平台合作的天然气中CO2膜法分离技术,在透平压缩机燃料气系统的使用,并顺利通过验收。它标志着我国利用膜技术分离天然气中CO2技术工艺真正的走向了工业化道路。     

膜技术在康妇炎胶囊制剂二次开发中的应用研究

将微滤、超滤膜技术应用于康妇炎胶囊制剂二次开发中的分离纯化操作单元,研究其替代传统醇沉法的可行性.以康妇炎胶囊制剂中药水提液及其中间体干浸膏的理化性质为考察指标,分析比较膜技术与醇沉法的分离纯化效果;同时考察膜操作条件对膜通量及膜污染的影响.结果表明,经膜技术分离纯化后,康妇炎胶囊制剂中药水提液的浊度、黏度等均有不同程度的降低.在杂质整体去除方面,醇沉法优于膜技术;而在有效成分保留方面,膜技术优于醇沉法.同时,膜技术可降低康妇炎胶囊制剂中药干膏粉的吸湿性,提高了干膏粉的稳定性.跨膜压差、料液流速等工艺参数对膜通量及膜污染具有重要影响,需通过工艺优化,确定适宜的膜工艺参数.根据以上研究结果与分析,将膜技术应用于康妇炎胶囊制剂二次开发中的分离纯化操作单元具有一定的适宜性、可行性.     

聚酰亚胺膜在稀有气体分离中的性能研究

稀有气体通常利用沸点的差异进行深冷分离，相对于这种传统方法，膜技术具有高效、低耗和环保等优异性能.在膜技术中，膜材料的选择及其后处理是影响气体分离效果的重要因素.选择两种不同聚酰亚胺，PI-1 (BTDA-MDA/TDA)和PI-2 (PMDA/BTDA-TDA),研究了其单体结构对于稀有气体分离性能的影响.在此基础上选择性能较为优异的PI-2膜进行不同条件的热处理，研究热处理温度对其气体分离性能的影响.研究发现，通过改变聚酰亚胺的共聚组成，可以调节分离膜的气体选择性与渗透性.热处理会改变膜内分子链堆积、部分膜结构的生成或消失以及去除残余溶剂的塑化作用，进而改变膜的渗透分离性能.通过控制热处理条件，可以使膜的渗透性与选择性同时提升，He渗透系数增加至19.1 Barrer, He/CH₄选择性提高了54%,O₂/Xe选择性提升99%.     

有机溶剂分离膜技术研究进展

利用绿色节能的膜分离技术实现有机溶剂的分离、纯化以及回收具有重要的科学意义和研究价值.常用的有机溶剂分离膜技术主要包括渗透汽化技术、蒸汽渗透技术和有机溶剂纳滤、反渗透技术.以有机溶剂分离膜技术的最新研究进展为核心,综合评价了现有有机溶剂分离膜技术的优势以及目前存在的问题.介绍了目前常用分离膜技术纯化分离有机溶剂的基本思路和原理,详细列举了有机溶剂分离膜的膜材料、技术分类、制膜方法以及典型应用案例,为分离膜技术在有机溶剂分离纯化领域的应用提供指导与借鉴.     

聚醚共聚酰胺复合气体分离膜对CO2/N2分离性能的研究

以烟道气中CO2的捕集为研究背景,以聚醚共聚酰胺Pebax1657嵌段共聚物为选择层膜材料,采用浸渍涂覆法,制备具有超薄分离皮层的PEI/PDMS/Pebax1657/PDMS多层复合气体分离膜,研究复合气体分离膜对CO2/N2混合气的分离特性.由于CO2的增塑作用,复合膜对CO2/N2混合气的分离系数为40左右,低于其理想分离系数.操作压力和原料气中CO2浓度对复合膜的渗透分离性能以及混合气的分离效果影响显著.在实际应用中,可通过调节膜两侧操作压力来提高CO2的富集浓度.     

“新膜技术及其应用培训班”将于11月在杭州召开

正中国膜工业协会的系列技术培训在2017年已经在分离膜检测、无机膜、反渗透膜、电驱动膜、中空纤维膜、膜生物反应器各方面展开了技术培训,把分离膜技术传播到膜与水处理及相关应用领域.此举受到了广大科研和技术人员的热烈欢迎.接近年尾,协会将推出本年度的最后一个技术培训——"新膜技术及应用培训".培训就广大技术人员关注的膜蒸馏和正渗透为课程主线,加之近些年新兴的管式超滤膜、生物膜反应器技术这些刚刚开始工业化的新膜技术,相信会给参会人员带     

加快发展我国生物发酵制药工业的膜技术应用

膜技术在制药工业中应用已成为政府优无支持的科技领域之一。通过调查，分析了生物发酵法生产抗生素药物的传统工艺以及应用膜技术的效益，讨论了应用膜过程的技术路线，可供选择的分离膜，分离设备和分离工艺，然后提出应大力创建膜应用的重大示范工程，突破技术关键，以加速发展我国膜技术在医药工业中应用。     

聚醚共聚酰胺复合气体分离膜的制备与分离性能

以湿涂方式,采用浸渍涂层方法,通过溶剂蒸发制得聚醚共聚酰胺PEBA2533平板复合气体分离膜,探讨了在复合膜制备过程中,涂层液溶剂的选择、底膜、涂层浓度、涂层温度以及固化干燥时间等因素对CO2/N2体系渗透分离性能的影响.正丙醇和水的互溶性导致了大量表面缺陷的形成,使得以正丙醇为溶剂制得的复合气体分离膜对CO2/N2体系没有选择性.以正丁醇做溶剂,涂层质量分数大于5%时,形成具有致密分离层的复合气体分离膜,CO2/N2分离系数达到本征分离性能.涂层温度的升高促使复合膜表面缺陷的增加,导致CO2/N2的分离系数减小.     

Life cycle assessment of membrane-based carbon capture and storage

Many investigations have conducted life cycle assessments (LCA) of the most commonly discussed routes of carbon capture and storage (CCS): post-combustion with amine wash separation; oxyfuel using cryogenic air separation and pre-combustion by integrated gasification combined cycle (IGCC) using physical separation. A research alliance developed corresponding separation systems using different types of membranes to allow a more energy efficient separation process: polyactive polymeric membranes for post-combustion, ceramic membranes for oxyfuel and metallic membranes for IGCC separation. By conducting an LCA, the study examines the actual greenhouse gas emissions and other environmental impacts of the new membrane separation technologies, together with concepts implementing the more common technologies. The reference systems represent today’s state-of-the-art supercritical coal fired power plant in Germany, together with a more advanced ultra-supercritical plant operating at 700 °C without CO₂ capture. The results demonstrate that among the three reference power plants the IGCC is the superior concept due to the highest efficiency. Regarding climate change, the IGCC power plants with CO₂ capture are still the best concepts. When other environmental impacts are considered, the capture technologies are inferior. The membrane concepts show the overall better results in comparison to the conventional capture technologies. The environmental impacts for membrane applications add a new range of findings to the field of CCS LCAs. Now the results for several different approaches can be compared directly for the first time.     

Polyvinylamine-Based Facilitated Transport Membranes for Post-Combustion CO2 Capture:Challenges and Perspectives from Materials to Processes

Carbon dioxide(CO2)capture by gas-separation membranes has become increasingly attractive due to its high energy efficiency,relatively low cost,and environmenta...     

分离CO2的促进传递膜

促进传递膜在分离机制上有别于普通分离膜，由于透过组分与膜中载体之间特异性的可逆反应使其性能优异．文章综述了国内外近年来在分离CO2促进传递膜方面的研究进展，特别介绍了本课题组在固定载体膜方面的研究结果，选择、研制固定工体膜材料所遵循的基本思路，以及对固定地体膜内传递机理所做的一些新探索．     

新型CO2捕获材料研究进展

高效、经济、环境友好的CO2捕获技术的开发与应用将是未来发展的趋势.本文概括了对CO2的吸附分离技术以及捕获机理,总结了传统CO2捕获材料的研究与不足,重点讨论了新型CO2捕获材料的发展状况和研究进展,新型CO2捕获材料的研发与应用将大大缓解全球气候变暖.     

The clathrate hydrate process for post and pre-combustion capture of carbon dioxide

One of the new approaches for capturing carbon dioxide from treated flue gases (post-combustion capture) is based on gas hydrate crystallization. The basis for the separation or capture of the CO(2) is the fact that the carbon dioxide content of gas hydrate crystals is different than that of the flue gas. When a gas mixture of CO(2) and H(2) forms gas hydrates the CO(2) prefers to partition in the hydrate phase. This provides the basis for the separation of CO(2) (pre-combustion capture) from a fuel gas (CO(2)/H(2)) mixture. The present study illustrates the concept and provides basic thermodynamic and kinetic data for conceptual process design. In addition, hybrid conceptual processes for pre and post-combustion capture based on hydrate formation coupled with membrane separation are presented.     

LNG冷能回收及梯级利用研究进展

本文在分析LNG冷能利用特点的基础上,根据"高能高用、低能低用、温度对口、梯级利用"原理,总结了LNG冷能用于发电、空气分离、海水淡化、CO2捕获和低温冷库等单元利用的工艺方法、温位区间、工质选择以及优缺点,对比了现有的LNG冷能梯级利用工艺温度范围,以实现温位的良好匹配.并分别针对大型LNG气化站、小型LNG气化站和...     

CO2／CH4醋酸纤维素分离膜的制备

以湿相转化法制备ＣＯ２／Ｃ４醋酸纤维互分离膜，无需热处理工序，研究了各种制膜条件，如蒸发时间、聚合物芨添加剂含量等，对膜气体分离性能的影响；用电镜观察了膜的形态结构，结果表明，适当提高聚合物浓度和延长蒸发时间可使膜表皮层变致密，获得高的ＣＯ２／ＣＨ４分离选择性和气体透过速率。     

乙基纤维素/C60复合膜制备及气体分离性能研究

为制备C60含量不同的乙基纤维素(EC)/C60复合膜,采用UV-可见光谱、AFM和XRD等手段对紫外光辐照前后复合膜结构进行表征,并考察其对气体分离及渗透性能的影响.结果表明,复合膜经紫外光辐照后,C60在膜表面的分布由独立的簇状结构转变为连续平缓的丘陵状结构,膜表面更加致密光滑;复合膜分子链间距未发生明显变化,但对N2、CO2、H2的渗透性能和H2/N2、CO2/N2分离性能产生明显影响.当C60添加量达到1.6%时,未经紫外光辐照的复合膜对CO2及H2的透气系数较纯EC膜分别提高了30%和40%,分别达到61.29Barrer和78.88Barrer,对H2/N2,CO2/N2理想分离系数增至纯EC膜的1.47和1.38倍,分别达到9.979和12.84;经紫外光辐照后,高C60含量的EC/C60复合膜能够保持纯EC膜对CO2和H2的透过水平,而对H2/N2和CO2/N2的分离性能增至纯EC膜的2.30和2.43倍,分别达到17.49和25.60.     

Covalent Organic Frameworks: The Rising-Star Platforms for the Design of CO2 Separation Membranes

Membrane-based carbon dioxide (CO₂) capture and separation technologies have aroused great interest in industry and academia due to their great potential to combat current global warming, reduce energy consumption in chemical separation of raw materials, and achieve carbon neutrality. The emerging covalent organic frameworks (COFs) composed of organic linkers via reversible covalent bonds are a class of porous crystalline polymers with regular and extended structures. The inherent structure and customizable organic linkers give COFs high and permanent porosity, short transport channel, tunable functionality, and excellent stability, thereby enabling them rising-star alternatives for developing advanced CO₂ separation membranes. Therefore, the promising research areas ranging from development of COF membranes to their separation applications have emerged. Herein, this review first introduces the main advantages of COFs as the state-of-the-art membranes in CO₂ separation, including tunable pore size, modifiable surfaces property, adjustable surface charge, excellent stability. Then, the preparation approaches of COF-based membranes are systematically summarized, including in situ growth, layer-by-layer stacking, blending, and interface engineering. Subsequently, the key advances of COF-based membranes in separating various CO₂ mixed gases, such as CO₂/CH₄, CO₂/H₂, CO₂/N₂, and CO₂/He, are comprehensively discussed. Finally, the current issues and further research expectations in this field are proposed.     

混合超微孔材料中CO2/N2吸附与分离的理论研究

碳捕获与封存技术是一种具有前景的CO₂减排策略。本工作采用巨正则蒙特卡洛模拟研究了温度为298 K、压强在0~5 kPa范围内三种混合超微孔材料SIFSIX-X-Cu(以SiF₆ ^2-排列, Cu为金属中心, X=2, 3, O)中CO₂/N₂吸附与分离的行为。结果显示, 相比于SIFSIX-2-Cu, SIFSIX-3-Cu和SIFSIX-O-Cu中CO₂在0.5 kPa就达到吸附饱和, 且在1 kPa下的吸附量分别达到了2.70与2.39 mmol·g ^-1。CO₂/N₂混合气体中CO₂的吸附量几乎没有下降。SIFSIX-3-Cu和SIFSIX-O-Cu具有接近于CO₂分子动力学直径的孔径, 对CO₂亲和力较大, 吸附热分别达到了59和66 kJ·mol ^-1。密度泛函理论分析发现, 在两种结构中每个孔隙只吸附一个CO₂分子, 且几乎处于孔道的中心。本工作为低压下吸附与分离CO₂的混合超微孔材料的开发提供了理论指导。