高性能分子（zǐ）篩膜實現效益
信息來源（yuán）：www.tanfarluck.com 發布時間：2021.02.20
推廣應用企（qǐ）業200家 新增經濟效益（yì）20億元（yuán）
既要篩得準，又（yòu）要篩（shāi）得快，還要節約能（néng）耗（hào），在化工生產過程中，有（yǒu）機溶劑脫水膜（mó）有著越（yuè）來越高的要求。南京工業大學化工學院顧學紅教授團隊聯合（hé）江蘇九（jiǔ）天高科技股份有限公司、南京（jīng）膜材料產業技術研究院（yuàn）有限公司等單位（wèi）研發的高性（xìng）能分子篩膜規模化製備與膜分離脫水集（jí）成技術（shù），破解了（le）當下有機溶劑脫水分離能（néng）耗高、易造成汙（wū）染（rǎn）的問題，推動了分子篩膜大規模製備與工程化應用，並實（shí）現了中空纖維分子（zǐ）篩膜的工程化，也因（yīn）此於上周獲得了2019年度江蘇省科學技術一（yī）等獎。
解（jiě）決有機（jī）溶劑脫水難題
我國（guó）過程工業生產和使用有機（jī）溶劑每年（nián）超億噸，有機溶劑脫水是溶（róng）劑分離提純的（de）關鍵環節。“目前，常規的有機溶劑脫水分類主要采用精餾技術，需要反複加熱和冷凝，分離能耗（hào）高，易造成汙（wū）染。”顧學紅介紹說，降低有機溶劑生產成本，實現（xiàn）應用過程的節能減（jiǎn）排，是化工、醫藥等過程工業麵臨的共性（xìng）問題。
顧學紅團隊一直（zhí）致力於（yú）膜（mó）分離技術的（de）研究，分子篩膜能夠實現溶劑與水的分離，節能減排優勢非常明顯。他們開發的一代分子篩膜是管式單通道，載體管壁上有多（duō）孔道，在管壁外麵通過水熱合成形成透水分子篩膜，溶劑和水經過（guò）分（fèn）子篩膜時，乙醇等（děng）小分子有機物被截留，水則通過管壁進入到管腔體內，從而達到有機溶劑脫水的效果（guǒ）。
“但是分（fèn）子篩膜（mó）麵臨著大規（guī）模產業化難題。目前主要技術瓶頸（jǐng）在於膜通量偏低，膜裝填密度不高（gāo）以及膜應（yīng）用穩定性等。”顧學紅表（biǎo）示（shì）。針對這些問（wèn）題，研究（jiū）團隊從膜結構設計、膜組件（jiàn）和膜分離工藝（yì）方麵進行了技術創新，著力推動分子篩（shāi）膜大（dà）規模製備與工程化應用。
實（shí）現大規模製備與應用
顧學紅（hóng）團隊開發的第二代分子篩膜是高通（tōng）量（liàng）中空纖（xiān）維透水分子篩膜。它的腔壁變薄（báo）、通量變高，還使用了真空（kōng）抽吸晶種的塗覆方法，解（jiě）決了晶種塗覆的均勻性問（wèn）題。
“但是越細的腔體，加之是陶瓷（cí）材質做成的，越容易斷裂。”顧學紅介紹說：“為（wéi）此，含羞草传媒在线观看發明了（le）四通道中（zhōng）空纖維氧化鋁載體來解決這一問題（tí）。該載體傳（chuán）質阻力（lì）低、強度高，所製備的分子篩膜（mó）通量比常規管式膜顯著提（tí）高，還解（jiě）決了工業應用的機械強度（dù）問題。然後，含羞草传媒在线观看用釉把它們燒製在一（yī）起固定住，通過（guò）整體端頭密封再水熱合（hé）成方法，解（jiě）決了大批量生產（chǎn）和密封難題，從而一次性獲得高（gāo）裝填密度中空纖維分子篩（shāi）膜組件。”
中空纖維（wéi）分子（zǐ）篩膜組件的成本較管式膜組件降低一半以上，該團（tuán）隊還實（shí）現了中（zhōng）空纖維分子篩膜的工程化。“在（zài）此基礎上，我（wǒ）們還發明了精餾—蒸汽滲透耦合技術和裝備（bèi），解決了分（fèn）子（zǐ）篩（shāi）膜在苛刻環境下的穩定性問（wèn）題，使膜壽命從不到1年延長到4年以上，用於溶（róng）劑脫水的分離能耗比常規方法減少一半以（yǐ）上。”顧學紅表示。
此外（wài），該團隊研（yán）製出分子（zǐ）篩膜裝備智能控製係統，保證了分子篩膜（mó）裝備的安全可（kě）靠運行（háng）。
為應用單位增效（xiào）20億元
據（jù）顧學紅介紹，項目的相關成果已獲中國授權發明26件、日本授權發明2件（jiàn）、歐洲授權發明1件、美國授權發明（míng）1件（jiàn）、軟件著作權4件，申請PCT2件，發表學術論文26篇。
該項目產品的（de）膜通（tōng）量是（shì）國外同（tóng）類產品的3倍，組件裝填密度為其（qí）4倍。而且產（chǎn）品全部采用國產工業級原料，市場競爭力強，目前已應用到10多種工業溶劑體係的脫水（shuǐ），近（jìn）年來溶劑（jì）處理量年增長率（lǜ）大於40%。
“目前，江（jiāng）蘇九天高科技股份有限公司已成為全球大的分子篩膜生產企業，項目產品應用（yòng）於國內20個省市的200多家企業（yè），成功替代了日本、德國公司的產（chǎn）品，出口到歐美等地。”項目組成員餘從立介（jiè）紹說，近兩年來，項目（mù）完成單位實現銷售收入1億元，新增
利潤4700萬元，全部應用單位新（xīn）增經濟效益（yì）約20億元。
既要篩得準，又（yòu）要篩（shāi）得快，還要節約能（néng）耗（hào），在化工生產過程中，有（yǒu）機溶劑脫水膜（mó）有著越（yuè）來越高的要求。南京工業大學化工學院顧學紅教授團隊聯合（hé）江蘇九（jiǔ）天高科技股份有限公司、南京（jīng）膜材料產業技術研究院（yuàn）有限公司等單位（wèi）研發的高性（xìng）能分子篩膜規模化製備與膜分離脫水集（jí）成技術（shù），破解了（le）當下有機溶劑脫水分離能（néng）耗高、易造成汙（wū）染（rǎn）的問題，推動了分子篩膜大規模製備與工程化應用，並實（shí）現了中空纖維分子（zǐ）篩膜的工程化，也因（yīn）此於上周獲得了2019年度江蘇省科學技術一（yī）等獎。
解（jiě）決有機（jī）溶劑脫水難題
我國（guó）過程工業生產和使用有機（jī）溶劑每年（nián）超億噸，有機溶劑脫水是溶（róng）劑分離提純的（de）關鍵環節。“目前，常規的有機溶劑脫水分類主要采用精餾技術，需要反複加熱和冷凝，分離能耗（hào）高，易造成汙（wū）染。”顧學紅介紹說，降低有機溶劑生產成本，實現（xiàn）應用過程的節能減（jiǎn）排，是化工、醫藥等過程工業麵臨的共性（xìng）問題。
顧學紅團隊一直（zhí）致力於（yú）膜（mó）分離技術的（de）研究，分子篩膜能夠實現溶劑與水的分離，節能減排優勢非常明顯。他們開發的一代分子篩膜是管式單通道，載體管壁上有多（duō）孔道，在管壁外麵通過水熱合成形成透水分子篩膜，溶劑和水經過（guò）分（fèn）子篩膜時，乙醇等（děng）小分子有機物被截留，水則通過管壁進入到管腔體內，從而達到有機溶劑脫水的效果（guǒ）。
“但是分（fèn）子篩膜（mó）麵臨著大規（guī）模產業化難題。目前主要技術瓶頸（jǐng）在於膜通量偏低，膜裝填密度不高（gāo）以及膜應（yīng）用穩定性等。”顧學紅表（biǎo）示（shì）。針對這些問（wèn）題，研究（jiū）團隊從膜結構設計、膜組件（jiàn）和膜分離工藝（yì）方麵進行了技術創新，著力推動分子篩（shāi）膜大（dà）規模製備與工程化應用。
實（shí）現大規模製備與應用
顧學紅（hóng）團隊開發的第二代分子篩膜是高通（tōng）量（liàng）中空纖（xiān）維透水分子篩膜。它的腔壁變薄（báo）、通量變高，還使用了真空（kōng）抽吸晶種的塗覆方法，解（jiě）決了晶種塗覆的均勻性問（wèn）題。
“但是越細的腔體，加之是陶瓷（cí）材質做成的，越容易斷裂。”顧學紅介紹說：“為（wéi）此，含羞草传媒在线观看發明了（le）四通道中（zhōng）空纖維氧化鋁載體來解決這一問題（tí）。該載體傳（chuán）質阻力（lì）低、強度高，所製備的分子篩膜（mó）通量比常規管式膜顯著提（tí）高，還解（jiě）決了工業應用的機械強度（dù）問題。然後，含羞草传媒在线观看用釉把它們燒製在一（yī）起固定住，通過（guò）整體端頭密封再水熱合（hé）成方法，解（jiě）決了大批量生產（chǎn）和密封難題，從而一次性獲得高（gāo）裝填密度中空纖維分子篩（shāi）膜組件。”
中空纖維（wéi）分子（zǐ）篩膜組件的成本較管式膜組件降低一半以上，該團（tuán）隊還實（shí）現了中（zhōng）空纖維分子篩膜的工程化。“在（zài）此基礎上，我（wǒ）們還發明了精餾—蒸汽滲透耦合技術和裝備（bèi），解決了分（fèn）子（zǐ）篩（shāi）膜在苛刻環境下的穩定性問（wèn）題，使膜壽命從不到1年延長到4年以上，用於溶（róng）劑脫水的分離能耗比常規方法減少一半以（yǐ）上。”顧學紅表示。
此外（wài），該團隊研（yán）製出分子（zǐ）篩膜裝備智能控製係統，保證了分子篩膜（mó）裝備的安全可（kě）靠運行（háng）。
為應用單位增效（xiào）20億元
據（jù）顧學紅介紹，項目的相關成果已獲中國授權發明26件、日本授權發明2件（jiàn）、歐洲授權發明1件、美國授權發明（míng）1件（jiàn）、軟件著作權4件，申請PCT2件，發表學術論文26篇。
該項目產品的（de）膜通（tōng）量是（shì）國外同（tóng）類產品的3倍，組件裝填密度為其（qí）4倍。而且產（chǎn）品全部采用國產工業級原料，市場競爭力強，目前已應用到10多種工業溶劑體係的脫水（shuǐ），近（jìn）年來溶劑（jì）處理量年增長率（lǜ）大於40%。
“目前，江（jiāng）蘇九天高科技股份有限公司已成為全球大的分子篩膜生產企業，項目產品應用（yòng）於國內20個省市的200多家企業（yè），成功替代了日本、德國公司的產（chǎn）品，出口到歐美等地。”項目組成員餘從立介（jiè）紹說，近兩年來，項目（mù）完成單位實現銷售收入1億元，新增
利潤4700萬元，全部應用單位新（xīn）增經濟效益（yì）約20億元。
