?成果與項目的背景及主要用途：用于 CO2 分離的膜技術在天然氣、沼氣的

凈化，三次采油中的 CO2 回收，密閉空間中的 CO2 脫除以及減輕溫室效應等領

域有廣闊的應用性前景。與傳統的 CO2 分離技術相比，膜分離方法具有投資少，

能耗低，環境友好，設備簡單緊湊、節約空間、高效靈活、易于操作等優點，而

且 CO2 濃度越高，膜法分離越經濟，即使 CO2 濃度低于 5%，用膜法的費用也

僅為吸收法的 64.7%。

18天津大學科技成果選編

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可以用于脫除酸性氣體的膜主要有液膜、無機膜和高分子膜，實際應用中滿

足氣體分離要求的目前只有高分子膜。但普通的高分子膜也存在高的滲透性和選

擇性不能兼得的缺點。含有固定載體的促進傳遞膜兼具液膜和普通高分子膜的優

勢，能同時具有高的分離系數和透過速率，而且穩定性好，是一類很有發展前途

的氣體分離膜，已引起國際上研究者們的極大關注。

技術原理與工藝流程簡介：本研究成果合成了幾種對 CO2 具有促進傳遞作

用的固定載體膜材料，通過載體與 CO2 的相互作用促進 CO2 在膜內的傳遞，因

而具有較高的滲透選擇性。同時由于載體是以化學鍵固定在高分子上，因此具有

很好的穩定性。

本成果以自主開發的固定載體膜材料為分離層，以多種材質的超濾膜為基膜，

制備了用于 CO2 分離的固定載體復合膜。所研制的復合膜，其 CO2/CH4 透過分

離性能處于世界領先水平。

技術水平及專利與獲獎情況：所制備的固定載體復合膜 CO2/CH4 分離因子

可達 100～300，CO2 滲透速率可達 10-6～10-5 cm3(STP)/cm2·s·cmHg。

本研究成果共獲得發明專利 3 項，分別為：

1. 用于酸性氣體分離的固定載體復合膜制備方法（專利號：ZL02148632.8）

2. CO2 氣體分離復合膜的制備方法（專利號：01144974.8）

3. 用于分離酸性氣體的固定載體復合膜制備方法（專利號：ZL02158530.X）

本成果與所在課題組其他成果一起，獲 2004 年度天津市自然科學獎一等獎

應用前景分析及效益預測：本研究成果所開發的 CO2 分離膜制備技術其經

濟效益是明顯的。首先，采用 CO2 膜分離可以降低我國能源生產的成本。我國

目前的天然氣產量已經超過 300 億 m3，若其中的 10%以膜分離方法來進行凈化，

則需要約 12 萬 m2 的膜才能滿足需要，與傳統方法相比每年可節約 4000 萬元。

此外，由于可持續發展和環境保護的需要，采用城市生活垃圾和其他工業垃圾生

產沼氣近年來得到了迅速發展。至今，我國已建設了大中型沼氣池 3 萬多個，總

容積超過 137 萬 m3，年產沼氣 5.5 億 m3，采用膜分離技術處理這些沼氣也需要

大量的 CO2 分離膜。最后，隨著海上油氣資源的開發以及農業生產中氣肥的大

量使用，對 CO2 分離膜的需求和產生的效益也很大。天津大學科技成果選編

應用領域：

1. 天然氣、沼氣的凈化；

2. 三次采油中的 CO2 回收；

3. 密閉空間中的 CO2 脫除；

4. 農業生產中氣肥的使用。

該項目需要以下條件：

1. 聚合物合成的相關設備及原料：反應釜，冷卻裝置等。

2. 復合膜加工設備及原料：涂膜機，干燥器，膜交聯設備，交聯劑等。

3. 膜組件加工設備及原料。

4. 需要廠房面積大于 1000m2。

合作方式及條件：

由天津大學提供膜材料合成、復合膜制備、交聯等相關技術，由合作方提供

廠房、設備、原材料及相關的人員配套。