CN110327788B - 一种从干熄焦锅炉补水中脱氧的膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从干熄焦锅炉补水中脱氧的膜及其制备方法，该膜包括基膜和活性层膜：所述基膜为聚丙烯、二甲亚砜、聚四氟乙烯、和聚偏氟乙烯的中空纤维膜，活性层膜的组分包括聚二甲基硅氧烷、活性交联剂—硅酸乙酯、无机纳米材料颗粒—纳米SiO2和TiO2中的一种以上。所述制备方法为：步骤1、膜液的配置：将聚二甲基硅氧烷与溶剂充分混合，然后加入纳米无机材料颗粒和活性交联剂及催化剂，进行交联反应，得到膜液；步骤2、将所得膜液涂覆在基膜上，溶剂蒸发后成膜。本发明所制备的脱氧膜与现有常用的除氧膜相比，透过膜的水分降低10～30％以上。
Description
技术领域
本发明属于膜蒸馏分离技术领域，具体涉及一种从干熄焦锅炉补水中脱氧的膜及其制备方法。
背景技术
干熄焦是近年来焦化行业进展非常迅速的节能技术，通常用氮气将800℃左右的红焦高温余热移出，送入中高压蒸汽发生器，加热脱盐水，产生3.8-9.8MPa的中高压蒸汽发电，该技术由于节能效果明显，已经在焦化行业广泛推广。送入蒸汽发生器的脱盐水通常需要进行除氧，目前干熄焦装置中基本使用热法除氧，即用蒸汽将除盐水加热到104℃左右，依靠降低氧在热水中溶解度迅速降低的原理将脱盐水中氧脱除。该方法使用大量的加热蒸汽，能耗较高。
专利CN106152107A、CN204873912U和CN208249937U基于膜蒸馏原理，提出一种采用聚丙烯等疏水性高分子膜从除盐水中分离氧的工艺和设备，该工艺和设备虽然解决了热力脱氧带来的能耗较高等不足，但是由于采用的是孔径在0.1-1μm左右的有孔膜，在分离脱氧的同时部分水分也透过膜孔进入下游侧，降低了脱氧过程的分离系数，增加了脱盐水的补水量。
也有专利CN108341452A提出将膜法脱氧和化学脱氧耦合起来，CN207828012U提出将膜法脱氧和催化脱氧结合起来，但是均增加了工艺的复杂度和设备投资，同时也增加了脱氧成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种从干熄焦锅炉补水中脱除氧的膜及其制备方法。具体技术方案如下：
一种从干熄焦锅炉补水中脱氧的膜，包括基膜和活性层膜，所述活性层膜的组分包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、活性交联剂和无机纳米材料颗粒。
所述活性交联剂与聚二甲基硅氧烷的质量比为0.1～5，无机纳米材料颗粒与聚二甲基硅氧烷的质量比为0.005～0.5。
所述基膜为聚丙烯、二甲亚砜、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)的中空纤维膜，基膜的孔径为10μm～80μm，活性层膜的厚度为10μm～50μm。
所述活性交联剂来自于带有活性基团的有机化合物，为硅酸乙酯(TEOS)。
所述无机纳米材料颗粒为纳米SiO2和TiO2中的一种以上，其粒径为20nm～80nm。
上述从干熄焦锅炉补水中脱氧膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)膜液的配置：聚二甲基硅氧烷与溶剂充分混合，然后加入纳米无机材料颗粒和活性交联剂及催化剂，进行交联反应，得到膜液；
(2)将上述膜液涂覆在基膜上，溶剂蒸发后成膜。
步骤(1)中所述溶剂为正己烷、正庚烷或正辛烷中一种以上的混合物，聚二甲基硅氧烷在膜液中的质量分数为20％-80％；所述交联反应的温度为15℃～45℃。
步骤(1)中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，催化剂的质量为活性交联剂质量的0.005～0.30。
步骤(2)中所述溶剂蒸发的温度为35℃～95℃，时间为2h～6h。
所述从干熄焦锅炉补水中除去氧的膜的应用，其特征在于，将干熄焦锅炉补水中的氧含量从为5～15mg/L，降至5～15μg/L。
本发明的有益效果：与现有常用的除氧膜相比，透过膜的水分降低10～30％以上。
附图说明
图1为本发明从干熄焦锅炉补水中脱氧的膜的制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
根据图1所示的流程图制备从干熄焦锅炉补水中除去氧的膜。
取二甲基硅氧烷(PDMS)15g，加入溶剂正庚烷40g，加入TiO2纳米材料(60nm)0.5g，强力分散均匀；加入活性交联剂硅酸乙酯2g，加入催化剂二月桂酸二丁基锡0.5g，在20℃下搅拌2h；用制膜机制膜，基膜为聚丙烯中空纤维膜(孔径20微米，纤维直径300微米，壁厚30微米)，控制活性层膜厚度为20μm，在40℃下蒸发成膜。
膜性能测试：将干熄焦锅炉补水中的氧含量从为10mg/L，降至15μg/L。
实施例2
根据图1所示的流程图制备从干熄焦锅炉补水中除去氧的膜。
取PDMS 13g，加入溶剂正己烷45g，加入SiO2纳米材料(50nm)0.5g，强力分散均匀；加入活性交联剂硅酸乙酯2g，加入催化剂二月桂酸二丁基锡0.5g，在25℃下搅拌3h；用制膜机制膜，基膜基膜为聚四氟乙烯中空纤维膜(孔径25微米，纤维直径400微米，壁厚50微米)，控制活性层膜厚度为25μm，在50℃下蒸发成膜。
膜性能测试：将干熄焦锅炉补水中的氧含量从为9mg/L，降至10μg/L。
上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。
Claims (4)
1.一种使用膜从干熄焦锅炉补水中脱氧的方法，其特征在于，所述的膜包括基膜和活性层膜，所述活性层膜的组分包括聚二甲基硅氧烷、活性交联剂和无机纳米材料颗粒；所述的膜将干熄焦锅炉补水中的氧含量从5~15mg/L，降至5~15mg/L；所述基膜为聚丙烯或聚四氟乙烯的中空纤维膜，所述基膜的孔径为10μm~80μm，所述活性层膜的厚度为10μm~50μm；所述中空纤维膜的纤维直径300微米，壁厚30微米，或纤维直径400微米，壁厚50微米。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性交联剂与聚二甲基硅氧烷的质量比为0.1~5，所述无机纳米材料颗粒与聚二甲基硅氧烷的质量比为0.005~0.5。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性交联剂为硅酸乙酯。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机纳米材料颗粒为纳米SiO2和TiO2中的一种以上，其粒径为20nm~80nm。
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