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新型的级联构型——双膜渗透器式

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将不同材质的膜器件组合在同一分离系统中,使一种膜器件对其中的“快气”优先通过,而后流经另一种膜器件,使其中的“慢气”优先通过,从而实现分离的目的。如1986年Perrin和Stern在实验室中将三乙酸纤维素和硅橡胶膜相结合,其中氦气更快地渗透通过三乙酸纤维素膜,而随后使甲烷更快地透过硅橡胶膜,从而提高了氦一甲烷混合气体的分离效果。通常在单膜渗透器中,“快气”(氦气)通过膜被分离,因而它在截留气体中逐渐减少,由于“快气”的贫化,因而它在渗透通过膜的气体中浓度降低。

通过增加第二种膜,可以把“慢气”(甲烷)从截留气体中去除。这样,比较纯的“快气”产品能在第一种膜中获得,而比较纯的“慢气”产品可在第二张膜中获得。膜分离

对三元混合气体的分离也可采用双膜渗透器。在这种情况下,原料气含有两种“快气”和一种“慢气”。第一种膜对不同的“快气”具有更高的渗透性能,可分别富集不同的组分,并将富集不同组分的双膜渗透器串联起来,使每一渗透器配装一种在双膜渗透器中使用的膜。哪一种渗透器装在串联第一段,可根据分离器的性能和要求而定。就“快气”回收而言,双膜渗透器性能居于两个串联构型的性能中间。但从“快气”总回收率来看,双膜装置的性能更好。

虽然在渗透器中添加第二套纤维,增加了设计的复杂性,但这并不是不能实现的,现已有商用双膜渗透器的专利。

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