CN103432909B - 膜组件性能检测方法 - Google Patents

Abstract

膜组件性能检测方法，将原料气从气体缓冲罐通过原料气输送管路输送至膜组件；在膜组件中将原料气分离为透过膜的富集气体和未透过膜的截留侧气体，同时，通过气体分析仪和气相色谱对富集气体和截留侧气体分别进行分析；其中，原料气输送管路上设有气体取样管路，同时，在原料输送管路上装有压力表、手动球阀、浮子流量计、温度计、真空泵。本发明在膜组件原料气通过膜组件在压差的作用下实现分离，同时在进气口、排气口、真空泵出口各装压力、温度、流量等检测仪表并预留取样口；可实现膜对不同原料气的分离性能检测，包括通量及分离因子。

Description

膜组件性能检测方法

技术领域

本发明属于膜组件检测技术领域，具体为膜组件性能检测方法。

背景技术

气体分离膜对不同种类气体分子的透过率和选择性不同，因而可以利用气体分离膜从气体混合物中选择分离某种气体，如分离空气中的氮气和氧气分别制取纯氮和富氧空气，分离合成氨尾气中的氮气和氢气，分离天然气中的二氧化碳和甲烷等。另外，气体分离膜还可以用于过滤和消除汽车和工业排出废气中的污染物，因此其应用领域非常广泛。气体分离膜组件是膜分离系统的基本组成单元。一般地，膜组件是将若干面积的膜、固定膜的支撑材料、间隔物等组装成的一个单元，置于耐压金属或非金属膜壳内。膜将膜组件内的空间分成两个部分，流体仅能透过膜从其中的一部分到达另一部分。将气体分离膜组件安装于膜分离系统之前需要进行性能测试。测试目的有两个：第一是检测膜组件内部是否有泄漏点，如果存在泄漏点，则原料气体将通过泄漏点从膜的原料侧进入渗透侧，使膜组件失去分离功能；第二是检测膜组件的分离性能，即膜对于被分离气体中各组分的渗透通量和选择性。由于膜组件面积较大，渗透过膜的富集气体流量也较大，用吹扫气携带渗透气进入气相色谱进行检测难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供膜组件性能检测方法，该检测方法是将原料气按一定压力，浓度，流速进入膜组件，组件渗透侧通过抽真空为膜提供动力，通过膜的气体通过冷凝系统液化回收，未透过的气体(截留侧)直接排放至室外大气(或冷凝)。

膜组件性能检测方法，包括以下步骤：

(1)将原料气从气体缓冲罐通过原料气输送管路输送至膜组件；在膜组件中将原料气分离为透过膜的富集气体和未透过膜的截留侧气体，同时，通过气体分析仪和气相色谱对富集气体和截留侧气体分别进行分析；其中，原料气输送管路上设有气体取样管路，同时，在原料输送管路上装有压力表、手动球阀、浮子流量计、温度计、真空泵；

(2)原料气生产

用空压机对所需原料气相应的液体进行吹扫，使其气化，整个过程在气体缓冲罐中制备，将气体发生器中的原料气和空气流经气体缓冲罐，调节两者流速进行浓度配比和压力调节，经过浓度配比和压力调节后的原料气经气体缓冲罐流入膜组件；

(3)原料气取样

在气体缓冲罐和膜组件之间的原料气输送管上设有取样口，通过取样口采集原料气样品，同时，对原料气的温度、流量、压力、浓度进行检测；

(4)原料气分离

在膜组件中将原料气分离为透过膜的富集气体和未透过膜的截留侧气体；通过回收管路和排出管路上设置的取样口和浮子流量计分别对分离后的富集气体和截留侧气体进行流量、浓度、液体质量和重量测试；

1)富集气体浓度

通过回收口处取样口采集气体样品，通过气相色谱测得其原料气和空气的体积浓度，换算成质量浓度；

2)富集气体流量

通过安装在回收口出的浮子流量计测得；

3)富集气体液体质量

冷凝液化后称量；

4)截留侧气体浓度

通过排放口处取样口采集气体样品，通过气相色谱测得其原料气和空气的体积浓度；

5)截留侧流量

通过安装在排放口处的浮子流量计测得；

6)压力

通过安装在入口处和排放口处的压力表测得；

(5)尾气处理

透过膜的为富集气体，采用循环水冷凝收集；截留侧气体直接排放或冷凝。

有益效果

本发明在膜组件原料气通过膜组件在压差的作用下实现分离，同时在进气口、排气口、真空泵出口各装压力、温度、流量等检测仪表并预留取样口；可实现膜对不同原料气的分离性能检测，包括通量及分离因子。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，膜组件性能检测方法，包括以下步骤：

(1)将原料气从气体缓冲罐4通过原料气输送管路输送至膜组件；在膜组件中将原料气分离为透过膜的富集气体和未透过膜的截留侧气体，同时，通过气体分析仪和气相色谱对富集气体和截留侧气体分别进行分析；其中，原料气输送管路上设有气体取样管路，同时，在原料输送管路上装有压力表、手动球阀、浮子流量计、温度计、真空泵；

(2)原料气生产

用空压机对所需原料气相应的液体进行吹扫，使其气化，整个过程在气体缓冲罐4中制备，将气体发生器5中的原料气和空气流经气体缓冲罐4，调节两者流速进行浓度配比和压力调节，经过浓度配比和压力调节后的原料气经气体缓冲罐4流入膜组件；

(3)原料气取样

在气体缓冲罐4和膜组件之间的原料气输送管上设有取样口1，通过取样口1采集原料气样品，同时，对原料气的温度、流量、压力、浓度进行检测；

(4)原料气分离

在膜组件中将原料气分离为透过膜的富集气体和未透过膜的截留侧气体；通过回收管路和排出管路上设置的取样口3、取样口2和浮子流量计分别对分离后的富集气体和截留侧气体进行流量、浓度、液体质量和重量测试；

1)富集气体浓度

通过回收口处取样口3采集气体样品，通过气相色谱测得其原料气和空气的体积浓度，换算成质量浓度；

2)富集气体流量

通过安装在回收口出的浮子流量计测得；

3)富集气体液体质量

冷凝液化后称量；

4)截留侧气体浓度

通过排放口处取样口2采集气体样品，通过气相色谱测得其原料气和空气的体积浓度；

5)截留侧流量

通过安装在排放口处的浮子流量计测得；

6)压力

通过安装在入口处和排放口处的压力表测得；

(5)尾气处理

透过膜的为富集气体，采用循环水冷凝收集；截留侧气体直接排放或冷凝。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.膜组件性能检测方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)将原料气从气体缓冲罐通过原料气输送管路输送至膜组件；在件中将原料气分离为透过膜的富集气体和未透过膜的截留侧气体，同时，通过气体分析仪和气相色谱对富集气体和截留侧气体分别进行分析；其中，原料气输送管路上设有气体取样管路，同时，在原料输送管路上装有压力表、手动球阀、浮子流量计、温度计、真空泵；

(2)原料气生产

用空压机对所需原料气相应的液体进行吹扫，使其气化，将气体发生器中的原料气和空气流经气体缓冲罐，调节两者流速进行浓度配比和压力调节，经过浓度配比和压力调节后的原料气经气体缓冲罐流入膜组件；

(3)原料气取样

在气体缓冲罐和膜组件之间的原料气输送管上设有取样口，通过取样口采集原料气样品，同时，对原料气的温度、流量、压力、浓度进行检测；

(4)原料气分离

在膜组件中将原料气分离为透过膜的富集气体和未透过膜的截留侧气体；通过回收管路和排出管路上设置的取样口和浮子流量计分别对分离后的富集气体和截留侧气体进行流量、浓度、液体质量和重量测试；

1)富集气体浓度

通过回收口处取样口采集气体样品，通过气相色谱测得其原料气和空气的体积浓度，换算成质量浓度；

2)富集气体流量

通过安装在回收口出的浮子流量计测得；

3)富集气体液体质量

冷凝液化后称量；

4)截留侧气体浓度

通过排放口处取样口采集气体样品，通过气相色谱测得其原料气和空气的体积浓度；

5)截留侧流量

通过安装在排放口处的浮子流量计测得；

6)压力

通过安装在入口处和排放口处的压力表测得；

(5)尾气处理

透过膜的为富集气体，采用循环水冷凝收集；截留侧气体直接排放或冷凝。