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膜分离脱碳工艺

2025-04-09 阅读量 : 

我公司是专注于膜分离脱碳工艺技术服务商,专注于天然气、沼气、工业废气等领域的碳捕集技术创新,依托自主研发的复合膜分离体系,为能源化工企业提供高效节能的二氧化碳脱除解决方案。

我们采用先进的膜分离技术,通过膜的渗透和截留作用,实现CO₂/CH₄选择性系数达50-80,在2-15MPa压力工况下可将气体中CO₂含量从30%降至1.5%以下,处理规模覆盖500-50,000Nm³/d。为工业企业提供从工艺设计、设备供应到智能运维的全生命周期服务,助力实现碳达峰目标。

 

一、膜分离脱碳工艺

膜分离脱碳工艺是一种基于高分子聚合物膜材料选择性渗透原理的气体分离技术,主要用于捕集混合气体中的二氧化碳(CO₂)。该工艺通过预处理后的原料气在压力驱动下流经膜组件,CO₂因渗透速率快于其他气体(如N₂、CH₄)优先透过膜层,在渗透侧富集,而剩余气体则滞留于原料侧实现分离。核心膜材料(如含仲胺基的聚乙烯基胺膜)通过可逆吸附作用强化CO₂传递,提升分离效率。

膜分离技术广泛应用于天然气净化、高含硫气田开发,油田伴生气处理、页岩气精制、焦炉煤气净化等,尤其适用于需同时脱除H₂S和CO₂等领域。

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 原料气预处理

天然气等原料气中常含有井下带出的泥浆、钻井液、缓蚀剂、酸化液、液烃固体夹带,此类液体、固体杂质如不去除,会造成设备腐蚀,溶液发泡,换热器堵塞等严重现象。因此原料气在进入脱硫设备前都要进行预处理,预处理一般分为重力分离、过滤分离,经过二级过滤后可除去小于5μm的固体和液体颗粒

膜分离系统

CO₂的原料气首先经过预处理,去除杂质和水分后,通过离压缩机将原料气压力提升至0.3-0.5MPa,增强气体分子在膜表面的渗透驱动力,随后进入膜分离单元,CO₂因其分子尺寸和极性特性优先透过膜层进入渗透一侧,而甲烷等主要成分则被截留从渗余侧输出,从而实现硫化氢的高效脱除。

该技术具有设备紧凑、无需化学药剂、能耗低(压差驱动)及环境友好等优势,针对硫化氢、CO₂含量高,气源压力高的气源,膜分离是首选工艺。

膜分离脱碳工艺的缺点是不可能达到很高的净化度,通常只能作为高含碳天然气的粗脱预处理,后续还需配合胺法脱硫达到需要的净化度。

在气量小于70万m3/d,压力2~9Mpa,高含H2S、CO₂工况,膜分离是首选工艺。

二、应用范围

✅ 能源行业

Ø 天然气/井口气/伴生气净化:在天然气开采过程中,井口常含有高浓H₂S等酸性气体可通过膜分离实现预处理。

Ø 页岩气与煤层气提纯从低浓度煤层气中分离甲烷,提升能源利用效率,减少甲烷逸散导致的温室效应。

✅ 生物质天然气/沼气提纯脱碳

Ø 沼气提纯中脱除二氧化碳,提高甲烷浓度以制备清洁燃料满足管道气输送标准。

✅ 碳捕集与封存(CCUS

Ø 应用于燃煤电厂、钢铁厂水泥等工业尾气的二氧化碳捕集,通过反渗透膜或选择性渗透膜实现低成本碳捕获,助力“双碳”目标达成。

✅ 化工与石化行业

Ø 混合气体分离用于分离混合气体中的甲烷和CO₂

✅ 环保与资源回收

Ø 工业废气处理:石化、制药等行业的含硫废气通过膜分离回收CO₂,实现资源化利用。

 

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