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二氧化硅膜在氦渗透性和选择性方面提供了最佳前景。
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预期在接下来的二十年内预期氦气需求将其基本作用和各种技术应用中的惰性气体仅为惰性作用,而其生产能力每年增加3%,导致氦的不可避免地在不久的未来价格上涨。尽管其作为宇宙中最丰富的元素存在状态,但目前是天然气的只有大多数商业上可行的氦萃取源。然而,目前,大多数天然气产业的常见做法是让其氦组分在整个气体供应链过程中与其他气体混合,直至最终排气步骤。氦回收单位应作为液化天然气厂的最后一个单元运营组成部分,以利用氦回收的额外收入。该审查旨在验证在这种分离单元中使用的膜技术的潜力,泰州金属铌回收因为膜可以在低温蒸馏或压力摆动吸附过程中提供显着的经济激励。五种不同的膜,即聚合物,二氧化硅,沸石,金属有机框架和混合基质金属有机框架在氦气或氢气分离渗透性能和渗透过程中的相关稳定性方面进行调查膜。在没有氦渗透数据的情况下,由于其动力直径接近,氢渗透数据被认为是氦渗透的最接近的代表性数据。文献表明,硅膜在氦渗透性和选择性方面提供了最佳前景由于其分子筛分机制,到其他大分子气体。
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二氧化硅膜还使热活化的扩散和在高温下进行,即低于,硅基基质开始致密化。然而,这些优点因相对复杂和耗时的合成和低而抵消再现性。聚合物膜,但提供最实用的生产过程和可扩展性,表现出相对低的氦渗透性和选择性。沸石膜,尽管其高热和化学稳定性,很少具有比氦的动力学直径小的有效孔径因此,使其更适用于另一个稳定但更具选择性膜层的底物。由于无机簇和有机接头的各种可能的组合,泰州金属铌回收金属有机框架膜具有比沸石膜定制的孔径高的可能性。仍然,由于有机组分赋予的柔韧性,它仍然显示出相对低的氦气与其他大气体选择性。混合基质膜结合金属有机钙钛进入主要聚合物基质,增强了相对于金属有机骨架膜的其他大气体选择性,但在降低氦渗透性的成本上。此评价此外讨论了与每种膜的实际应用有关的所有重要问题。
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