自從美國MONSANTO公司在1982年将聚砜膜成功地應用於(yú)合成氨尾氣回收以來,膜法氣體分離技術日趨成熟,並(bìng)在許多領域中得到推廣和應用,其中包括氣體分離、回收和濃縮;環保和節能;替代和完成傳統分離過程不能承擔的任務,成爲膜工業的重要組成部分,1998年世界氣體分離膜的銷售額爲2.3億美元,並(bìng)将以每年8%的速度遞增,估計到2005年将超過3.9億美元。
我國氣體技術研究始於(yú)20世紀80年代初,也開發出瞭(le)中空纖維膜分離器,在選擇性和通量上與國外産品有一定的差距,近年來我國的一些工程技術公司,開始引進國外先進的膜材料和膜組件,進行成套裝置的設計和制造,将進一步降低膜分離裝置的投資,有利於(yú)加快我國氣體膜分離市場的快速發展。
一般來說,所有的高分子膜對(duì)一切氣體都是可滲透的,隻不過不同氣體滲透速率各不相同,人們正是借助它們之間在滲透速率上的差異和施加的驅動(dòng)力,來實現對(duì)某種氣體的濃縮和富集的目的。
氣體透過高分子膜是一種複雜的過程,比較一緻的說法爲溶解—擴散機理,即氣體分子首先被吸附並(bìng)溶解於(yú)膜的高壓側表面,然後借助濃度在膜中擴散,最後從膜的低壓側解吸出來。氣體透過高分子均質膜受到兩種因素的制約,即流動選擇性和溶解選擇性。氣體混合物之所以能被膜分離,主要是由氣體各組分在膜内的溶解度和擴散率不同所緻,如氫氣透過聚砜膜的滲透率大,是由於(yú)氫氣在膜内的擴散系數大的結果;而二氧化碳透過聚砜膜的滲透率大,則是由於(yú)它在膜内溶解度較大的結果。
變壓吸附技術也是一種常見的非低溫分離技術,在分離過程中,氣體組份在升壓時吸附,降壓時解吸,不同組份由於(yú)其吸附和解吸特性不同,在壓力周期性的變化過程中實現分離。變壓吸附分離過程一般在不高的壓力下進行,操作簡單,自動化程度高,設備(bèi)不需要特殊材料等優點。吸附分離技術最廣泛的應用是工業氣體的分離提純,氫氣在吸附劑上的吸附能力遠遠低於(yú)CH4>、N2、CO、CO2等常見的其他組分,所以變壓吸附技術被廣泛應用於(yú)氫氣的提純和回收領域。
膜分離技術是一個正在走向成熟的新技術,它适合我國以煤炭爲原料的甲醇合成裝置,它的簡單(dān)操作、高可靠性和壽命長(zhǎng)等優點,将會使它逐漸在甲醇尾氣的回收行業起到重要的作用


