聚酰亞胺中空纖維膜對CO2、O2、H2O和Xe的分離性能

周國慶，吳王鎖，周崇陽，田 梅，馮淑娟，鄒榮虎

1.蘭州大學 核科學與技術學院，甘肅 蘭州 730000；2.西北核技術研究所，陜西 西安 710024

聚酰亞胺中空纖維膜對CO2、O2、H2O和Xe的分離性能

周國慶1,2，吳王鎖1,*，周崇陽2，田 梅2，馮淑娟2，鄒榮虎2

1.蘭州大學 核科學與技術學院，甘肅 蘭州 730000；2.西北核技術研究所，陜西 西安 710024

為了富集環境中的氙，使用中空纖維膜對氣體進行預處理，去除掉大量的雜質氣體，如氮氣、氧氣、二氧化碳和水蒸氣，氙得以濃縮。為此，建立了膜分離實驗裝置，實驗研究了不同的溫度、流量、級切、膜數量、連接方式、氣源壓力等條件下聚酰亞胺中空纖維膜富集氙并去除CO2、H2O和O2等雜質氣體的性能。實驗結果表明，氣體流量和環境溫度對膜的分離性能沒有明顯影響，采用3根或4根膜串聯的方式時氙的損失率較小；在級切為2/3時，氙的損失率不大于10%，CO2、H2O和O2的去除率分別不低于99%、90%和90%；空氣樣品氙的損失率略大于地表下氣體樣品。

氙；中空纖維膜；分離；去除率；級切

放射性氙同位素監測是全面禁止核試驗條約 (CTBT)現場視察中最為直接有效的手段[1]，但空氣中放射性氙的含量極低，直接用伽瑪譜儀難以探測，需要進行大體積富集。目前，通常采用活性炭變溫吸附、多級純化的方法來富集氙，但由于活性炭吸附氙的能力較低，要獲得足量的氙樣品，所需的吸附床尺寸較大，且純化級數較多，造成設備龐大，樣品處理周期長，難以滿足現場視察的需求。

1 實驗部分

1.1 原理和參數

氣體膜分離過程中傳質驅動力是壓力，在膜兩側壓力差作用下，氣體各組分透過膜的速率不同，從而達到分離[8]，其基本原理示于圖1。……