專利名稱：膜式混合氣體組份脫除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于從混合氣體中分離組份的設(shè)備。
目前膜法分離混合氣體組份的產(chǎn)品，已得到廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品采用的膜材質(zhì)一般都是致密膜，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現(xiàn)混合氣體組份的分離。
這種現(xiàn)有產(chǎn)品存在以下不足1、膜兩側(cè)需較大壓力差，使設(shè)備復(fù)雜，增加生產(chǎn)成本；2、致密膜材料對氣體選擇分離因子往往與氣體透過速率成反比，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。
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種在常壓條件下使用的膜式混合氣體組份脫除器，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，生產(chǎn)成本低廉，分離效率高。
為實現(xiàn)上述目的，采用技術(shù)方案如下膜式混合氣體組份脫除器外殼內(nèi)裝有片狀組件或圓柱形結(jié)構(gòu)的疏水性聚丙稀或聚乙稀中空纖維微孔膜，外殼上設(shè)有混合氣體進(jìn)口管咀和分離組份后的剩余組份的出口管咀；以及相應(yīng)吸收液體的進(jìn)、出口管咀。
中空纖維微孔膜組件由極細(xì)纖維組成，每根纖維中空，其壁上分布有微孔，混合氣體各組份充滿中空纖維膜內(nèi)外兩側(cè)，并可從纖維內(nèi)側(cè)透過膜壁微孔進(jìn)入外側(cè)；而由于中空纖維微孔膜的疏水性，吸收液不能從纖維外側(cè)透過微孔進(jìn)入內(nèi)側(cè)，吸收液只是充滿中空纖維外側(cè)間隙。對于不要求分離脫除的氣體組份不與吸收液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因而在微孔兩側(cè)進(jìn)出平衡；而要求從混合氣體中分離脫除的組份，在透過膜壁微孔后立即與相應(yīng)吸收液發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)，使該組份在膜纖維內(nèi)外兩側(cè)形成較大壓力差，推動該組份氣體從混合氣體一側(cè)源源不斷進(jìn)入膜纖維另一側(cè)與吸收液進(jìn)行連續(xù)地不可逆化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)從混合氣體中分離組份的目的。本實用新型的實質(zhì)性特點及進(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、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)，造成微孔兩側(cè)氣壓差為推動力，能使該組份實現(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，在吸收液一側(cè)還可得到有用產(chǎn)物，其純度高，可用于制備試劑級產(chǎn)品。
參照附圖
詳細(xì)說明技術(shù)方案的實施方式附圖為本實用新型一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。外殼2采用塑料ABS管，外殼內(nèi)裝有圓柱形的疏水性的中空纖維微孔膜，它由中空壁上有微孔的極細(xì)纖維3組成，膜兩端用環(huán)氧樹脂4粘合，疏水性中空纖維微孔膜材料采用聚丙烯或聚乙烯；外殼2上設(shè)混合氣體(如氨銅洗再生氣，由CO、NH3、H2、N2等組份組成)的進(jìn)口管咀5和分離脫除組份后的出口管咀1，外殼上還裝有吸收液(如硫酸)的進(jìn)口管咀8和出口管咀6，管路上設(shè)有泵7和吸收液貯存池10，以補(bǔ)充供給吸收液。如附圖中局部放大圖P所示，各中空纖維3外的所有間隙都充滿吸收液(硫酸)9，吸收液不能透過纖維壁上微孔進(jìn)入纖維中孔；而混合氣體組份CO、NH3、N2、H2從纖維中孔透過微孔可進(jìn)入吸收液中，但只有要求分離脫除的組份NH3與吸收液硫酸能發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)，并可源源不斷產(chǎn)生硫胺溶液，經(jīng)后處理可得到精制硫銨，剩余無NH3的其它如CO、H2、N2等組份經(jīng)出口管咀1排出，實現(xiàn)了分離脫除NH3組份的目的。
另一種實施例是在聚丙烯中空纖維微孔膜中通入混合氣體沼氣或天然氣，其中主要組份是CH4、H2S和CO2，要求分離脫除CO2和H2S組份。采用吸收液NaOH，因H2S與CO2和NaOH能發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)，只有CH4不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣，就可分離脫除CO2和H2S組份，實現(xiàn)獲得純CH4的目的。
權(quán)利要求1.膜式混合氣體組份脫除器，其特征是在外殼內(nèi)裝有疏水性聚丙烯或聚乙烯中空纖維微孔膜，外殼上設(shè)置混合氣體進(jìn)出口管咀和吸收液的進(jìn)出口管咀，混合氣體充滿中空纖維膜內(nèi)外兩側(cè)，而吸收液充滿中空纖維外側(cè)間隙，吸收液能與混合氣體中要分離的組份，發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述膜式混合氣體組份脫除器，其特征是外殼(2)內(nèi)裝有圓柱形的中空纖維微孔膜(3)；外殼上設(shè)有混合氣體的進(jìn)口管咀(5)和分離脫除組份后的包含其余組份的混合氣體的出口管咀(1)；外殼上還裝有吸收液的進(jìn)口管咀(8)和出口管咀(6)，管路上裝有泵(7)和吸收液貯存池(10)。
專利摘要膜式混合氣體組份脫除器。其殼體內(nèi)設(shè)置疏水性聚丙烯或聚乙烯中空纖維微孔膜;在殼體上裝有混合氣體進(jìn)出口管嘴和吸收液的進(jìn)出口管嘴。中空纖維微孔膜可采用片狀組件或圓柱形結(jié)構(gòu),在吸收液管道上設(shè)有泵和吸收液貯存池,以補(bǔ)充消耗了的吸收液。這種裝置,對混合氣體組份具有高的選擇性分離,特別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%,并且在吸收液一側(cè)還可得到有用的高純產(chǎn)物。
文檔編號B01D53/18GK2369748SQ9920936
公開日2000年3月22日 申請日期1999年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者徐又一, 徐紅, 陳元勝, 王樹源, 王紅軍 申請人:浙江大學(xué)膜分離工程聯(lián)合公司