新技术施展“膜”力发电源头高效捕碳

　　“与其他气体分离技术相比，膜分离技术分离能耗低、无溶剂挥发；设备简单、操作方便、运行可靠性高；放大效应不显著、可适用于各种处理规模。”王纪孝表示，该项目所使用的膜材料为聚乙烯基胺材料，其中含有大量可与CO2产生可逆相互作用的仲胺基。这些仲胺基促进了CO2在分离膜中的吸附和溶解，并强化了CO2在分离膜中的传递，使分离膜具有很高的CO2分离性能。

　　建成国内首套工业规模碳捕集膜生产线

　　膜规模化制备是膜法捕集CO2完整技术链的重要一环。

　　为了实现分离膜规模化制备，天津大学于2012年率先研制出了用于制备CO2分离膜的工业规模制膜试验机，并开发出了高性能复合膜规模化制备工艺。然而，这套设备存在调节精度低、生产速度慢和干燥效率低等问题。基于此，天津大学针对逐层复合工艺的要求，确定生产参数范围，对生产线的涂布单元、干燥单元和收卷单元进行了优化设计，最终形成了高性能的分离膜规模化制备装置工艺设计方案。

　　在天津大学的协助下，山东九章膜技术有限公司建立了国内首套工业规模碳捕集膜生产线。要实现示范应用，企业具有“打通最后一公里”的优势。该生产线配备有恒温恒湿净化

　　系统，保证厂房的温湿度和洁净度可以满足高性能分离膜的生产工艺要求，同时保证了在连续生产过程中厂房内有机溶剂的浓度满足安全生产规范的要求。

　　王纪孝透露，目前该生产线能够均匀制备出幅宽1.1米的高性能CO2分离膜，生产能力可达10万平方米/年。该生产线上所制备的膜在模拟烟道气环境中，体积分数为15%的CO2和85%的氮气（15%CO2，85%N2）条件下进行了测试。结果显示，该膜的CO2渗透速率达到商业膜的6倍以上、CO2和氮气的渗透选择性达到商业膜的3倍。

　　突破工业规模膜组件成型技术

　　气体分离膜在使用之前需要将其单元化，制备成膜组件，以提高装填密度，便于安装和更换，并对膜起到保护作用。

　　由于气体和液体之间的差异较大，目前已经较成熟的水处理膜组件制备工艺无法用于制备高选择透过性气体分离膜组件。因此，在充分认识了膜组件流道的流体力学和传质特性的基础上，构建与高选择透过性膜相适应的膜组件流道，以保证低浓差极化、低压力降和足够的装填密度就成为必须突破的关键技术之一。