什么是水合物膜技术？
导读:本文天津津腾实验设备有限公司在本文介绍水合物膜。
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发布日期：2019-11-10 15:01【大 中 小】
以水合物法气体分离的优点为基础，为进一步提高分离效率，适应工业化发展趋势，本文天津津腾实验设备有限公司提出水合物膜技术。水合物膜技术是利用水合物笼型孔穴的筛分作用，添加多孔介质作为载体，结合膜分离的结构特征形成水合物膜技术。采用水合膜法分离和捕获
1.CO2具有如下的优势：
（1）可采用多孔介质作为膜基材料，强化水合分离，提高净化效率；早有研究表明，多孔介质在水合分离过程中具有诸多优势，不仅可增加气液接触面积，强化传质，其中，介质孔隙还可吸附气体分子，减少诱导时间，加快水合速率。
（2）克服水合物法间歇操作，能耗高的问题，实现低能耗动态连续分离CO2；工业生产过程中，往往通过温度和压力进行能耗衡量，温度越高，压力越大，所需能耗就越高。现有水合物法分离通常采用间歇反应釜，通过搅拌强化水合生成，随后降压或升温分解水合物，这样不仅工艺繁琐，操作时间长，而且生成水合物、分解水合物都需能量消耗。而在水合物膜技术中，水合物的形成、分解可在膜孔隙中以极短的时间内完成，通过小范围内的吸热-放热有效的进行热交换，不需要额外换热器，极大的降低了能耗。除此之外，水合物膜技术还可实现连续分离操作，更加有利于工业化发展。
（3）改善传统膜分离技术，具有膜成本低，通量大的优势。膜分离技术是借助气体各组分在膜中渗透速率的不同而实现的，推动力是膜两侧的分压差。传统膜分离一般根据形成微米或纳米级的孔隙进行筛分，从而产生渗透速率梯度。但是，往往很容易产生膜孔隙堵塞的现象，并且存在制膜成本高，渗透速率和分离效率不能兼容等问题。而采用水合物膜形成的笼型孔穴则是通过范德华作用力形成，不会存在气体堵塞孔穴问题，且原料为水溶液，易再生。
通过对于水合物膜的成膜方式，本文天津津腾实验设备有限公司将水合物膜分为第一代水合物膜、第二代水合物膜、第三代水合物膜。下面逐一介绍
2.水合物膜技术
2.1第一代水合物膜技术
第一代水合物膜技术即介质孔隙中的自由水与客体分子形成水合物膜，利用介质孔隙的孔径分布和笼型水合物的分子筛效应，选择性的筛分原料气中的CO2、CH4、H2、N2等气体分子。
2.2第二代水合物膜技术
第二代水合物膜技术即介质孔隙中的结合水与客体分子形成水合物膜。与第一代水合物膜相比，第二类水合物膜在成膜过程前对多孔介质进行改造，将水凝胶负载至多孔材料的孔隙中，形成一种可在水中溶胀但不溶于水的高分子亲水基团聚合物表面。
2.3第三代水合物膜技术
第三代水合物膜技术即水溶液自身形成水合物膜。与第一代水合物膜技术、第二代水合物膜技术相比，无需客体分子诱导成笼。典型代表为四氢呋喃、环戊烷、四丁基溴化铵、甲基环己烷等，该类物质的水溶液在大于0℃，常压下即可形成水合物，无需气体分子的参与。第三代水合物膜技术的显著优势有：
（1）可提前生成笼型水合物膜，增加分离膜的有效面积，提高分离效果；水溶液可在多孔介质中自身形成水合物膜，即气体分子可直接在形成好的笼型水合物孔穴中进行筛分。与第一代水合物膜技术、第二代水合物膜技术相比，第三代水合物膜技术无需气体分子在多孔介质中诱导成笼，直接加快水合物膜的反应速率。同时避免气体分子连续化操作的短时间内，诱导成膜效率低的问题。
（2）显著降低水合物膜操作压力，减少能耗。第三类水合物膜技术采用水溶液提前成膜的工艺，即无需为客体分子提供高压的驱动力，使之诱导成笼。在分离过程中，只需保持气体分子迁移的操作压差即可。
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