[发明专利]使用聚硅酮分离膜分离二氧化碳的设备以及制造该设备的方法

权利要求书

1.一种用于分离二氧化碳的装置，所述装置包括：

副产物气体储罐，其存储由基本环境处理设备产生且含有大量甲烷和二氧化碳的副产物气体；

副产物气体入口和副产物气体出口，通过所述副产物气体入口进料来自所述副产物气体储罐的副产物气体，通过所述副产物气体出口排出通过从进料的副产物气体中分离二氧化碳得到的含甲烷的副产物气体；

分离容器，其包括由从进料的副产物气体中分离二氧化碳的多孔聚硅酮膜制成的分离器；

出口，其在所述分离容器中形成以排出由所述多孔聚硅酮膜分离的二氧化碳；

二氧化碳储罐，其接收和存储分离的二氧化碳；和

剩余副产物气体储罐，其存储通过从进料的副产物气体中分离二氧化碳得到的含甲烷的副产物气体。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述分离容器保持在室温下在0至4kgf/cm²的压力。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述由多孔聚硅酮膜制成的分离器是以垂直片、水平片或管的形式。

4.如权利要求1所述的装置，其中，安装多个所述由多孔聚硅酮膜制成的分离器。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述多孔聚硅酮膜的内部和外部涂布有陶瓷。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述多孔聚硅酮膜是通过如下步骤形成：混合聚硅酮橡胶原料、陶瓷粉末和固化剂，挤出该混合物，并在80℃至300℃的温度下固化所挤出的混合物。

7.如权利要求6所述的装置，其中，基于所述聚硅酮橡胶原料的重量，所述陶瓷粉末是以0.001重量％至10重量％的量加入的。

8.如权利要求3所述的装置，其中，在以垂直片和水平片的形式且由多孔聚硅酮制成的分离膜之间安装支撑物和网状物，以在所述分离膜之间保持预定间隙。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述支撑物或所述网状物由金属制成以施加电场。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述电场提供直流电和交流电中的任一者或二者。

11.如权利要求10所述的装置，其中，所述直流电的电压范围为0.01至50kV，所述交流电的频率范围为1Hz至1MHz，以及所述交流电的电压范围为0.01至50kV。

12.如权利要求1所述的装置，其中，在所述副产物气体出口使用泵以排出不含二氧化碳的含甲烷的副产物气体。

13.如权利要求1所述的装置，其中，在所述多孔聚硅酮膜周围安装声波发生器以使所述多孔聚硅酮膜振动。

14.一种二氧化碳分离膜，其包括：

分离膜，其由多孔聚硅酮制成；和

涂布层，其是通过在所述多孔聚硅酮分离膜上涂布纳米陶瓷粉末而获得的。

15.如权利要求14所述的分离膜，其中，所述纳米陶瓷粉末是对二氧化碳具有亲和力的基于Fe的氧化物、基于Pd的氧化物、基于Ti的氧化物和基于Al的氧化物中的任一种或者两种或更多种的组合。

16.如权利要求14所述的分离膜，其中，所述由多孔聚硅酮制成的分离膜具有2至50㎜的直径和0.1㎜至2㎜的厚度。

17.如权利要求14所述的分离膜，其中，在所述由多孔聚硅酮制成的分离膜中形成的孔的直径为0.32nm至0.35nm。

18.如权利要求14所述的分离膜，其中，所述纳米陶瓷粉末的平均粒度为1nm至100nm。

19.如权利要求14所述的分离膜，其中，所述陶瓷涂布层的厚度为2nm至1000μm。

20.一种从副产物气体中分离二氧化碳的方法，其使用包括权利要求14所述的二氧化碳分离膜的用于分离二氧化碳的装置。

21.如权利要求20所述的方法，其中，在由所述多孔聚硅酮膜制成的分离器的内部和外部之间的压力差小于4kgf/cm²。