气体膜分离技术在精细化工节能降耗中的应用

马岩山，王 敏,程 奇

（山东宏旭化学股份有限公司，山东　东营　257200)

摘　要：为进一步降低精细化工节能降耗效率，研究采用新型复合膜材料(聚酰亚胺和沸石分子筛复合而成)构建了模块化膜分离系统，进行了二氣化碳二级分离的实例研究，展示了不同运行阶段下二氣化碳回收纯度及能耗变化规律。通过工艺改进前后对比可以发现，在操作压力1~2MPa的操作压力区间内,改进后的二氧化碳回收纯度始终远高于改进前，且当操作压力为1.8MPa时，二氧化碳回收纯度最高。

关键词：气体膜分离；精细化工；节能降耗

0 引言

精细化工行业作为现代化学工业的重要分支，在国民经济中占据着举足轻重的地位，其涵盖众多领域，如医药、农药、涂料、染料、电子化学品等,为人们的日常生活和工业生产提供了丰富多样的产品。然而，精细化工行业也是能源消耗大户，并且在生产过程中往往伴随着大量的废气、废水和废渣排放，其中废气的处理与资源回收利用对于节能降耗和环境保护尤为关键。

在精细化工废气中，常常含有多种具有经济价值或环境影响的气体组分，二氧化碳便是其中较为常见且含量较高的一种。传统的废气处理方法，如焚烧、吸收等，虽然在一定程度上能够减少污染物的排放，但存在着资源浪费、能耗高、二次污染等诸多问题。例如，焚烧法将废气中的可燃组分燃烧转化为二氧化碳和水等排放，未能实现其中有价值物质的回收利用；吸收法需要消耗大量的吸收剂，且吸收剂的再生过程通常需要较高的能量输人，同时还可能产生废液处理等难题。

气体膜分离技术作为一种新型的分离技术，在精细化工领域的应用为解决上述问题带来了新的契机。该技术基于不同气体组分在特定膜材料中的渗透速率差异，在压力差或浓度差等驱动力作用下实现气体混合物的分离。与传统分离技术相比，气体膜分离技术具有诸多显著优势。研究聚焦于气体膜分离技术在精细化工节能降耗中的应用，对二氧化碳回收工艺进行改进，并对相关数据变化规律等方面展开深人探讨，以期为精细化工行业的绿色发展提供有力的技术支持和理论依据。

1　气体膜分离技术原理

气体膜分离技术基于不同气体分子在膜材料中的溶解一扩散速率差异以及膜的选择透过性，在压力差等驱动力作用下实现混合气体的分离。当混合气体与膜接触时，气体分子先溶解于膜表面，然后在浓度梯度或压力差的推动下在膜内扩散，最后从膜的另一侧解吸出来。由于不同气体分子的物理化学性质不同，其在膜中的溶解和扩散速率存在差异，从而使得某些气体优先透过膜，达到分离的目的。例如,对于氢气和氮气的混合气体，在特定的膜材料中，氢气分子的溶解和扩散速率较快，能够优先透过膜，从而实现氢气与氮气的分离。

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