中空纖維滲透汽化復合膜及組件研究進展

王乃鑫，張國俊，紀樹蘭

（北京工業大學環境與能源工程學院，北京 100124）

滲透汽化（pervaporation，簡稱 PV）作為一項新興的膜分離技術，以其分離效率高、能耗低等優點，近二十年來得到了廣泛的研究和應用。用于有機溶劑/水體系脫水的滲透汽化膜技術在20世紀80年代實現了工業化應用，德國GFT公司1982年在巴西建成了世界第一套日產 1300 L無水乙醇的板框式工業化滲透汽化膜組件及裝置，是滲透汽化膜技術工業化應用的標志。我國清華大學于2003年在廣州建成了中國第一套年產4000 t無水異丙醇滲透汽化膜技術工業化裝置，標志著我國具有自主知識產權的滲透汽化膜技術已經進入工業化應用。目前工業應用的滲透汽化膜組件品種單一，大多為板框式膜組件，由于其需要機械支撐載體，因而制備成本高，制約了其工業化應用的發展。與板框式膜組件相比，中空纖維式膜組件具有裝填密度大、裝置占地面積小、自支撐型組件可節約成本等優點。因此，發展中空纖維式的滲透汽化膜組件具有重要的科學價值和潛在的應用價值。然而，由于滲透汽化過程對膜材料和結構的要求非常嚴格，不允許膜表面有任何缺陷，直接制備無缺陷的中空纖維滲透汽化膜存在一定的困難，而制備復合膜是一種較好的選擇。目前關于中空纖維滲透汽化復合膜的研究大都處于實驗室階段，還未見工業應用的相關報道。如圖1所示，在Web of Science中以hollow fiber pervaporation membrane為關鍵詞檢索的關于中空纖維滲透汽化膜的研究文章近年來雖然有所增長，但總體數量仍然較少，其關注焦點主要集中在膜材料以及制備方法的選擇方面。……