膜分离法是利用某些聚合材料制成的薄膜对不同气体的渗透率差异来分离气体的。膜分离的驱动力是压差,当膜两边存在压差时,渗透率高的气体组分以很高的速率透过薄膜,形成渗透气流,渗透率低的气体则绝大部分在薄膜进气侧形成残留气流,两股气流分别引出从而达到分离的目的。图3为膜分离工艺流程。
工业上用于CO2分离的膜材质主要有:醋酸纤维、乙基纤维素、聚苯醚及聚砜等。近年来一些性能优异的新型膜材料正不断涌现,如聚酰亚胺膜、聚苯氧改性膜、二胺基聚砜复合膜、含二胺的聚碳酸酯复合膜、丙烯酸酯的低分子膜等,均表现出优异的CO2渗透性。膜分离法回收CO2装置简单、操作方便,是当今世界上发展迅速的一项节能型CO2分离回收技术,但是一般的膜分离法难以得到高纯度CO2。目前许多研究者都在开发硅石、沸石和碳素膜等无机膜。日本Yamaguchi大学的研究小组制造了一种沸石矿物膜,CO2通过膜的速度是N2的100倍;英
国BG公司用溴磺化聚环氧丙烷制成脱除CO2的高效分离膜,对CO2和天然气的渗透比率为59∶1。膜分离法回收CO2成本高,长期运行的可靠性有待进一步解决。
