第十章氣體分離膜

10.1氣體分離膜發展概況

膜法氣體透過性的研究始于1829年，人類對氣體膜分離過程的研究開發走過了漫長而又艱辛的歷程。1831年，J.V.Mitchell系統地研究了天然橡膠的透氣性，首先揭示了膜實現氣體分離的可能性。由于未找到合適的膜結構，從而未能引起重視；1950年代起，眾多科學家進行了大量的氣體分離膜的應用研究；1954年，P.Mears進一步研究了玻璃態聚合物的透氣性，拓寬了膜材料的選擇范圍；1965年，S.A.Sterm等人為從天然氣中分離出氦進行了含氟高分子膜的試驗，但發現膜的通量小，氣體分離膜尚無法在工業中大規模應用；1/24/2024.1979年，美國Monsanto（孟山都公司）研制出“Prism”氣體分離膜裝置，通過在聚砜中空纖維膜外表面上涂敷致密的硅橡膠表層，從而得到高滲透率、高選擇性的復合膜，成功地將之應用在合成氨弛放氣中回收氫。成為氣體分離膜發展中的里程碑。至今已有一百多套在運行，Monsanto公司也因此成為世界上第一個大規模的氣體分離膜專業公司。

Monsanto公司“prism”氣體分離膜的開發成功，大大激勵了許多公司，如DowChemical、Separex、Envirogenics、W.R.Grace、Ube等公司都加速了本公司氣體分離膜的商品化進程。我國于20世紀80年代開始研究氣體分離膜及其應用，中科院大連化物所、長春應化所等單位在該方面進行了積極有益的探索，并取得了長足進展。大連化物所研制成功了中空纖維膜氮氫分離器。1/24/2024.概念氣體膜分離membranegasseparation在一定壓力驅動下，利用不同氣體分子在膜內滲透速率上的差異，使滲透速率相對快的分子在滲透氣側富集，而滲透速率相對慢的分子在滲余氣側富集，從而實現不同氣體在膜兩側富集分離的過程。氣體滲透率gaspermeability,J(縮寫）在標準條件下，用于表征氣體在單位壓差下，透過單位膜面積的流量。注：氣體滲透速率常用的單位為cm3(STP)/(cm2·s·Pa)。1/24/2024.氣體滲透系數gaspermeabilitycoefficient,P（縮寫）在一定溫度和壓力下，膜對氣體的溶解-擴散能力。注：氣體滲透系數最常用的單位是（cm3(STP)·cm)/(cm2·s·Pa)，最常用的表達方式：P=S·D（P:滲透系數；S：溶解度系數；D：擴散系數）。溶解度系數solubilitycoefficient,S(縮寫）聚合物對氣體的溶解能力。注：溶解度系數常用的單位為cm3(STP)/cm3·MPa擴散系數diffusioncoefficient,D（縮寫）表示氣體分子在膜中借助分子鏈熱運動，排開鏈與鏈之間的間隙，進行傳遞的能力，即滲透氣體在單位時間內透過膜的氣體體積。注：擴散系數單位為cm2/s。1/24/2024.1/24/2024.10.2氣體分離膜材料10.2.1高分子材料

迄今為止，在工業上真正大規模用于氣體分離的膜材質仍以高分子材質為主，主要有：聚酰亞胺（PI）；醋酸纖維素（CA）；聚二甲基硅氧烷（PDMS）；聚砜（PS）；聚碳酸酯（PC）。10.2.2無機材料金屬及其合金膜；陶瓷膜；分子篩膜。10.2.3有機-無機集成材料分子篩填充有機高分子膜；聚合物熱裂解法。1/24/2024.10.3氣體分離膜組件10.3.1平板式膜組件10.3.2螺旋卷式膜組件10.3.3中空纖維式膜組件1/24/2024.1/24/2024.Separex公司旋卷式氣體分離器美國碳化公司的氣體滲透膜組件1/24/2024.中空纖維膜組件1/24/2024.10.4氣體膜分離原理

氣體透過多孔膜與非多孔膜的機理是不同的。多孔膜是利用不同氣體通過膜孔的速率差進行分離的，其分離性能與氣體的種類、膜孔徑等有關。氣體通過多孔膜的傳遞機理可分為分子流、粘性流、表面擴散流、分子篩篩分機理、毛細管凝聚機理等。氣體通過非多孔膜按傳遞機理可分溶解-擴散和雙吸收-雙遷移機理等。1/24/2024.滲透系數：分離系數：溶解選擇性擴散選擇性1/24/2024.氣體分離膜的主要特性參數滲透系數（P）：表示氣體通過膜的難易程度，是體現膜性能的重要指標。它因氣體的種類、膜材料的化學組成和分子結構的不同而異。當同一種氣體透過不同的氣體分離膜時，P主要取決于氣體在膜中的擴散系數；而同一種膜對不同氣體進行透過時，P的大小主要取決于氣體對膜的溶解系數。擴散系數（D）：用滲透氣體在單位時間內透過膜的氣體體積來表示。它隨氣體分子量的增大而減小。分離系數（α）：它標志膜的分離選擇性能。溶解度系數(S)：表示膜收攏氣體能力的大小。它與被溶解的氣體及高分子種類有關。1/24/2024.Mechanismsforpermeationofgasesthroughporousanddensegasseparationmembranes對流努森擴散篩分（表面擴散）溶解~擴散1/24/2024.1/24/2024.1/24/2024.二氧化碳和甲烷在各種聚合物中的滲透系數1/24/2024.1/24/2024.Permeabilityofcommongasesthroughapolyetherimidefilm各種常見氣體對聚醚酰亞胺膜的滲透性1/24/2024.Therelativesizeandcondensability(boilingpoint)oftheprincipalcomponentsofnaturalgas.Glassymembranesgenerallyseparatebydifferencesinsize;rubberymembranesseparatebydifferencesincondensability1/24/2024.PhotographofanAirProductsandChemicals,Inc.PRISMmembranesysteminstalledatanammoniaplant(氨廠).Themodulesaremountedvertically1/24/2024.10.5氣體膜分離的應用領域分離對象應用領域氧/氮氫/烴氫/一氧化碳氫/氮二氧化碳/烴水蒸氣/烴硫化氫/烴氦/烴烴/空氣水蒸氣/空氣膜法富氧，膜法富氮石油煉廠尾氣氫回收合成氣調比合成氨弛放氣氫回收天然氣和沼氣脫二氧化碳天然氣脫濕天然氣脫硫化氫從天然氣回收氦有機蒸氣脫除與回收空氣脫濕1/24/2024.10.5.1氫氣的分離回收1/24/2024.1/24/2024.10.5.2膜法富氧1/24/2024.(a)One-StageMembraneSeparationProcess(b)Two-StageSeparationProcess氧氣空氣分離流程設計富氧空氣貧氧空氣1/24/2024.10.5.3膜法富氮10.5.4在天然氣工業中的應用1.天然氣中酸性氣體的脫除2.天然氣脫濕3.氦氣提取10.5.5有機廢氣的脫除10.5.6氣體除濕1/24/2024.Photographofamembraneunitusedtorecovernitrogenandpropylenefromapolypropyleneplantventgas（排出氣體）1/24/2024.Flowschemeofone-stageandtwo-stagemembraneseparationplantstoremovecarbondioxidefromnaturalgas.1/24/2024.On-siteindustrialnitrogengenerator在線工業產氮機Mobilenitrogengenerator可移動產氮膜裝置1/24/2024.合成甲醇過程弛放氣中氫的回收系統1/24/2024.壓縮空氣（Cactus?）膜干燥管1/24/2024.利用Prism膜組件從合成氨弛放氣中回收氫工藝示圖Prism膜組件構造是將中空絲多孔質支撐體的外表面以硅橡膠包覆(或涂敷)而得。氫的回收率通常都在95%以上，一個日產1000t的合成氨廠采用膜分離裝置后，每天可增產50t的氨。1/24/2024.利用透氫膜從煉油廠的燃料氣中分離氫氣露點1/24/2024.某精煉廠脫丙烷塔的丙烯/丙烷分離系統1/24/2024.水果保鮮系統

一般說來，水果要收獲以后仍會繼續生長。它們一方面吸入氧氣，一方面釋放二氧化碳。由于這種呼吸作用，果品將逐漸劣化以至變質，采取的主要措施是將果品進行冷藏保管，目的是抑制果品的呼吸以達到保鮮目的。不過這種方法仍不十分理想，效果有限。更好的辦法是適當降低果品保藏器中的氧氣濃度，增加二氧化碳，即保持適宜的氣氛，從而達到保鮮的目的。外界氣氛/%O221CO20N279揮發性物質0倉庫氣氛/%O23CO25N292硅氧烷分離膜導語：人生至善，就是對生活樂觀，對工作愉快，對事業興奮。下面是美文網小編為您整理的員工動員大會發言稿，希望對您有所幫助。干部作風教育整頓活動動員大會發言稿同志們：今天的作風整頓動員大會，是公司黨支部經過充分醞釀決定召開的一次重要會議。主要目的是動員全公司干部員工，以強化企業管理為契機，以提高企業效益為目標，針對公司作風建設上的突出問題，深入開展作風整頓活動，進一步振奮精神，轉變觀念，改進作風，優化服務，樹立形象，為做好全年的各項工作打下堅實基礎。我們對過去幾年的工作進行了認真總結，在公司黨支部的正確領導下，公司總體工作扎實、隊伍穩定，有一個比較堅實的基礎，經過全公司上下的共同努力，我們在水網建設、市政管理和園林建設管理等工作中取得了令人矚目的成績，所有成績的取得都凝聚了公司干部員工的辛勤汗水。盡管我們取得了較大的成績，但是也還應當看到，我們在基礎管理工作中，在機制建設、制度建設上、在各項責任制考核上和在安全生產上，還存在著這樣或那樣的問題，這些問題的存在，暴露了公司干部及員工在思想、作風、紀律和管理方面存在的突出問題，這些問題歸結到底就是我們的工作作風問題、就是我們是否進入了工作狀態問題、就是我們的執行力問題。這些問題如不及時加以解決，我們的員工素質就會下降，我們企業就會倒退。為切實強化管理，轉變作風，嚴明紀律，改進工作，進一步調動廣大干部員工干事創業、加快發展的積極性和創造性，公司黨委決定，從9月3日開始至12月31日結束，用這幾個月的時間，在全公司深入開展以“思想作風紀律教育整頓”為主題的工作作風整頓活動。這次動員大會的主要任務是，認真分析公司各級干部作風和行業作風建設中存在的突出問題，明確活動的總體要求、目標任務和方法步驟，動員全公司各部門和廣大員工迅速行動起來，扎實開展好這項活動，在全公司營造積極向上、求真務實、規范有序的工作氛圍，全方位提高公司管理水平。下面，我就開展作風整頓活動著重強調三個問題。一、統一思想，正視問題，充分認識這次作風整頓的重大意義工作作風體現企業的形象，關系人心向背，影響事業發展。嚴明的紀律、良好的作風始終是我們管理上水平、企業增效益的重要保證。近年來，公司上下在公司黨支部領導下，搶抓機遇，團結奮進，朝著現代公司目標邁出了堅實步伐。回顧近年公司發展歷程，我們之所以能夠在基礎較差、困難較大、矛盾較多的情況下，保持了企業健康發展的良好勢頭，其中很重要的一條，就是堅持把加強作風建設作為推進公司發展的重要一環緊抓不放，不斷強化對干部員工的教育和管理。特別是通過保持共產黨員先進性教育活動的開展，全公司進一步加強自身建設，強化內部管理，工作效能明顯提高，廣大干部員工緊緊圍繞公司中心工作，忠于職守，奮發向上，為推進公司發展做出了積極貢獻。應該充分肯定，公司干部員工隊伍的主流是好的，工作作風建設的成效是顯著的，也涌現出了一批先進個人。正因為如此，公司改革與發展才有今天這樣的嶄新局面。但是，我們也要清醒地看到，對照公司的標準、要求，對照衡量我們的工作，與經濟發展服務的任務相比，我們的工作作風和行業作風還存在一些需要解決的問題，有的甚至還相當突出。我認為，這些問題集中表現在以下幾個方面：一是安全意識淡薄，習慣性違章時有發生。安全生產打不了折。可是我們在日常工作中，有的人常用經驗辦事，對一些必須采取的安全措施都覺得沒關系，無所謂，不怎么樣，習慣性違章隨處可見。還有一些人，思想麻痹，安全意識差，只會埋頭干活，不顧自己及別人的安全。二是艱苦創業、同舟共濟精神不夠，主人翁精神還沒有真正樹立起來。計劃經濟體制下的思維定勢、行業優越感和易于滿足、安于現狀的安逸思想不同程度存在，等、靠、要、懶、散、混、推等消極被動思想還有相當市場。有的干部員工缺乏強烈的市場意識、競爭意識和效益意識，盲目樂觀，只想待遇，不想奉獻，在個人利益上期望值過高。大局意識不強，政治敏感性不高，突出表現為中心意識淡薄。少數干部不注重學習和思考，對黨的路線、方針、政策和公司的決策部署研究不夠，貫徹不力;對易于引發事故和突發事件的隱患及已出現的苗頭性問題，熟視無睹，以至把小事拖大，大事拖炸;有的員工，滿足于“差不多、過得去”的思想，內部管理存在管理職能不夠清晰、制度和標準執行不嚴、考核監督不到位等問題，與精細化管理的要求還存在相當的差距;有些員工，對公司面臨的困難認識不夠，危機感、責任心和效益意識沒有牢固樹立，個別同志沒有擺正貢獻與索取的關系，奉獻意識、敬業精神、全局觀念、團隊精神、雷厲風行的工作作風需要進一步加強。三是競爭意識、市場意識、效益意識不強。具體表現為對待工作，因循守舊，不求有功，但求無過，滿足成績，不善學習;對待困難，怨天尤人，被動應付;經營環節中沒有很好地做到精打細算，使用材料不計成本核算，在生產、檢修、維護環節中大拆大換、大手大腳、鋪張浪費的現象依然存在。有的對自己要求不高，對下級管理不嚴，雖有規章制度，但執行不堅決，監督不到位，不敢處理問題，不敢頂真碰硬，講情面、憑關系、搞變通成為一些人工作的“潛規則”;工作中愛做老好人，處理問題原則性不強，對部門和下屬的不良傾向和問題解決不力;有的主觀武斷，一意孤行，擅作主張，工作盲目性、隨意性很大，僥幸心理、鉆空子的習慣性思維還沒有徹底根除，甚至失職瀆職，給公司利益造成損失。四是憂患意識、責任意識、大局意識淡薄。工作中缺乏主動性和責任心，缺乏大局觀念，管理粗糙，作風浮躁，要求不高，標準不嚴，對自己缺乏正確的認識，問題已客觀存在，還振振有詞，自認為已經做得很好了，以自我為中心，滿不在乎。五是奉獻意識不夠強。艱苦奮斗的意志日益淡忘，工作進取精神差，講索取的多，講奉獻的少，對一些比較臟、比較重、比較險、比較麻煩的事情習慣于讓外人來做、讓別人來做，自己當看客。六是執行意識不強，執行力差。工作中執行規章制度不嚴，執行力度層層衰減;執行任務拖拖拉拉、沒有緊迫感，任務有布置，無落實;執行過程馬馬虎虎，敷衍了事;執行結果偏離目標，推卸責任。七是宗旨意識不強，服務不到位。突出表現為官僚主義嚴重，群眾觀念淡薄，服務意識不強，服務水平不高。少數人員想問題、辦事情不為客戶著想，表現為工作疲沓、服務懈怠;少數員工霸氣十足，盛氣凌人，工作效率低下，用慢功辦急事，用常法辦特事，門難進、臉難看、話難聽、事難辦“四難”現象和冷硬橫推的問題仍然突出。八是紀律意識不強，作風不扎實。突出表現為自由主義、形式主義嚴重，不守紀律，不負責任。少數個人將公司的組織紀律、工作紀律和一些最起碼的工作制度置之腦后，有令不行，有禁不止，搞“上有政策，下有對策”;個別人心態不端正，不琢磨事，只琢磨人，不僅自己不干事，而且還對干事的人說三道四，評頭論足;有的作風飄浮，工作只求過得去，不求過得硬，習慣于玩花拳繡腿，做表面文章，工作不深、不細、不實;有的怕苦畏難，推卸責任，回避矛盾，缺乏撲下身子真抓實干的恒心和毅力，敷衍了事，得過且過;有的從業不勤，追求享樂，揮霍浪費。上述問題，雖然只發生在個別干部員工身上，但性質嚴重，影響惡劣。深刻剖析起來，其核心是制度不健全，管理不嚴格，監督不得力;一些干部和員工放松對世界觀、人生觀的改造，事業心、責任心不強，心思和精力沒有真正用在企業管理、做好本職工作上。這些問題的存在，致使一些本來可以做好的工作沒有做好，一些本來應該解決的問題久拖不決，一些本來能夠預防的事故一再發生，一些本來可以緩解的矛盾進一步激化。這種狀況影響了企業各項工作的順利開展，是加快發展的“攔路虎”，是前進道路上的“絆腳石”，如不迅速改變，就會嚴重影響公司良好的發展勢頭，就會損害我們與客戶的關系，就會破壞公司的良好形象，就會阻礙企業發展。開展作風整頓活動，就是要動員公司廣大員工認真剖析問題帶來的思想危害，認真查找問題產生的思想根源，認真尋求解決問題的辦法，正視差距，積蓄動力，始終保持不甘落后、奮力爭先的志氣，始終保持敢想敢干、敢為人先的氣魄，始終保持自我加壓、持之以恒的韌勁，始終保持艱苦創業、埋頭苦干的精神，在激烈的競爭中爭取主動，在觀念的更新中實現新突破，走出一條加快公司發展的新路子。全公司一定要從全局和戰略的高度，充分認識開展作風整頓活動的極端重要性，以良好的精神狀態、扎實的工作作風，把這項活動抓緊抓好，抓出成效。這次作風整頓活動的總體要求是：強化管理、整頓作風、嚴明紀律，提高素質、振奮精神、改進工作、公正廉潔、服務客戶。主要內容是：著力解決不思進取、不到位、不作為、不自律、不學習和宗旨觀念淡薄的問題。同時，還要著力解決少數干部政治不敏感、作風不扎實、創新意識不強、單位管理混亂、工作不進入狀態、效率低下、業務不精、員工主人翁精神和責任心、執行力不強、服務用語、服務行為不規范以及行業作風中存在的問題，切實通過整頓把風氣搞正，把作風搞實，按規矩辦事，提高公司的社會影響力。主要目標是：實現干部工作作風和效率明顯轉變，精神狀態和執行力明顯增強。這次作風整頓活動分三個階段進行。第一階段是統一思想，營造氛圍階段。主要任務是成立宣傳教育、成立領導小組，加強學習，提高認識。各部門要認真組織學習，這次我們強調要組織員工進行再學習，目的就是要使我們的制度真正能夠發揮其應有的作用，真正能夠貫徹到實際工作中，通過學習，充分認識開展作風整頓活動的重要性和緊迫性，并結合實際制定具體的實施方案。第二階段是自查自糾，認真整改階段。主要任務是查擺突出問題，落實整改措施，切實加以整改。認真查擺存在的突出問題、薄弱環節和工作隱患，有針對性地制定整改措施，確保整改的各項工作到位。第三階段是檢查驗收，建立長效機制階段，主要任務是制定和完善相關制度并認真按照《實施意見》提出的情況進行檢查驗收。公司領導小組要加強對活動的督促檢查，切實做好驗收工作，并以此為契機，在公司建立起加強工作作風建設的長效機制。希望干部職工務必要按照上述要求和方法步驟，抓住關鍵、突出重點，強化整治、重在建設，標本兼治、綜合治理，切實解決在工作作風方面存在的突出問題。精心組織，狠抓落實，確保集中整頓活動取得實效。嚴明工作紀律，轉變工作作風，維護企業利益，促進加快發展，是公司黨支部開展作風整頓活動的出發點，也是檢驗本次活動能否取得實效的根本標準。要準確把握活動的目的意義、總體要求和方法步驟，加強領導，精心組織，確保活動取得實實在在的成效。開展工作作風整頓活動，是公司黨支部今年的一項重點工作。公司全體共產黨員和干部員工要在作風整頓活動中當先鋒做表率。公司要積極響應公司鎮黨委的號召，進一步統一思想