【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空气分离、气体分离、滤膜、膜制造，特别是涉及一种采用气体分离膜分离气体的方法。
技术介绍
1、气体分离是一种常用的技术，对于化工和气体工程领域，经常需要高浓度的高纯的气体，需要进行气体的浓缩和净化。气体分离技术也是工业能耗的主要部分，全世界气体分离占工业能耗的10-15％。膜分离技术是常见的一种气体分离技术，先进的膜分离技术，可以降低能耗90％左右，具有重要的节能价值。
2、气体分离膜，一般分为有机膜和无机膜两类。有机膜，由有机材料构成，材料丰富多样，可以针对酸性气体、碱性气体、中性气体进行针对性的设计和分离，还可以通过调节孔径，适应不同的气体组合。但是，有机膜不能耐受高温和高压，而且对强酸强碱和强氧化性气体比较敏感，应用场景要求比较苛刻。而且有机膜，多数是埃米孔径，气体阻力比较大，能耗较高。无机膜包括金属膜、陶瓷膜、复合材料膜、碳纤维膜等，多数可以耐受高温、高压、强酸和强碱，但是无机膜加工制作比较困难，金属膜多数是粉末金属压制或烧制而成，对于原料和制造技术要求很高。陶瓷膜加工厚度不能太薄，导致其膜阻力较大。陶瓷膜有微孔膜、纳孔膜和埃米孔膜，埃米孔膜阻力大，使用成本高。陶瓷膜和金属膜的孔径，都是有一定范围内的孔径分布，孔径差别较大，对于气体分离效果和纯度有不利影响。还有较大的空隙，会对气体纯度有较大影响。陶瓷膜和金属膜，制作成本高，使用能耗高也是其主要问题之一。
3、目前，多数气体分离膜，均需要较高的压力，而且流量很低，导致气体分离成本高，能耗高，且对气体的环境要求比较苛刻，应用范围有限，某
技术实现思路
1、本专利技术在于提供一种采用气体分离膜分离气体的方法，及气体分离膜的制作方法和制作装置。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术第一方面，提供一种气体分离膜的制作方法，所述气体分离膜包括所述分离层和用于支撑所述分离层的支撑层；包括如下步骤：
4、将分子电离形成带电荷的离子；
5、所述带电荷的离子穿过一分离层形成多个通孔。
6、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，选择在真空条件下使所述带电荷的离子穿过分离层形成多个通孔。
7、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，所述通孔的孔径1-1000纳米。
8、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，所述分离层上孔隙率为10-70％。
9、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，所述带电荷的离子通过电离装置或离子发生器产生。
10、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，还包括在离子加速器内将所述带电荷的离子加速到0.1kev-1mev/u的能量。
11、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，所述分离层的材料包括单层分子膜或无孔膜材料，厚度0.1纳米到1000微米之间。进一步，所述分离层的材料包括但不限于不锈钢、陶瓷、碳纤维、石墨炔、石墨烯、铜、铜合金或原位合成的薄层材料。
12、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，所述支撑层的材料包括耐高温、耐高压、耐酸、耐碱中至少一种的多孔材料或网筛形材料，所述多孔材料或网筛形材料的孔径均大于10微米，空隙率均为40-80％。更进一步，所述支撑层的材料包括但不限于不锈钢、陶瓷、碳纤维、石墨炔、石墨烯、铜板、铜合金中的至少一种。进一步，所述支撑层可以为多孔板状、多孔片状或筛状。
13、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，所述分子包括含有原子量低于100的元素。更进一步，所述带电荷的离子包括带电荷的氢离子、锂离子、碳离子、氮离子、氧离子、硫离子、氯离子或溴离子中的至少一种。
14、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，选择带电荷的离子的种类和/或带电荷数量控制所述分离层上通孔的孔径大。
15、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，选择离子发生器的电流大小控制所述分离层上通孔的密度。
16、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作方法，其中，选择所述加速器的电压控制所述分离层上通孔的深度。
17、本专利技术第二方面，提供一种气体分离膜的制作装置，包括：电离单元和分离层加工单元，所述电离单元用于产生带电荷的离子，所述分离层加工单元具有真空腔，所述电离单元的所述带电荷的离子通过真空通道进入所述分离层加工单元的真空腔，穿过设置在所述真空腔内的分离层上面，在所述分离层上形成多个通孔。
18、进一步，本专利技术提供的气体分离膜的制作装置，其中，还包括：离子加速器，用于将所述带电荷的离子进行加速增加能量后进入所述分离层加工单元。
19、本专利技术第三方面，提供一种采用气体分离膜分离气体的方法，包括：使混合气体通过至少一个上述气体分离膜，所述气体分离膜对分子量不同的气体进行分离。
20、进一步，本专利技术提供的采用气体分离膜分离气体的方法，其中，使混合气体依次通过多个气体分离膜，多个气体分离膜包括不同通孔孔径的分离层，分子量不同的多种气体在相对应的通孔孔径的分离层之间得到浓缩、分离。
21、进一步，本专利技术提供的采用气体分离膜分离气体的方法，其中，所述多个气体分离膜按照所述分离层上通孔的孔径由大到小依次排列，依次分离得到分子量由大到小的不同气体。
22、进一步，本专利技术提供的采用气体分离膜分离气体的方法，其中，通过调节混合气体的温度改变同一种孔径的分离层的气体渗透量，增加温度，所述气体渗透量降低；降低温度，所述气体渗透量增加。
23、进一步，本专利技术提供的采用气体分离膜分离气体的方法，其中，通过调节混合气体的压力改变同一种孔径的分离层的分离系数。
24、进一步，本专利技术提供的采用气体分离膜分离气体的方法，其中，每一个气体分离膜前浓缩的气体，多次通过之前的那个相同孔径的气体分离膜，用于提高该气体分离膜前浓缩的气体的纯度和浓度，分离出来的气体，为纯的该种气体。
25、本专利技术有益效果
26、本专利技术提供的气体分离膜的制作方法和装置，在分离层上形成的通孔具有孔径大小一致，孔径大小可调、通孔密度可调、通孔长度可调等优点，该气体分离膜还可以耐受高温高压和耐酸耐碱，可以降低使用能耗，也可以降低制造成本。
27、本专利技术提供的气体分离膜适合分离任何存在摩尔质量差别的气体组分，摩尔质量差别越大，效果越好。
28、本专利技术提供的气体分离膜在低压下分离效果更好，由于膜材料机械性能好，工作压力不高，材料耐腐蚀，还有一定的容错能力，所以，该气体分膜离的寿命延长。本专利技术生产的气体分离膜，孔径均一，误差在上下1-2纳米左右，远远小于气体加工方法100-800纳米的孔径分布范围，气体分离效果好。
29、本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，包括：使混合气体通过至少一个气体分离膜，所述气体分离膜对分子量不同的气体进行分离。
2.根据权利要求1所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，使混合气体依次通过多个气体分离膜，多个气体分离膜包括不同通孔孔径的分离层，分子量不同的多种气体在相对应的通孔孔径的分离层之间得到浓缩、分离。
3.根据权利要求1或2所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，所述多个气体分离膜按照所述分离层上通孔的孔径由大到小依次排列，依次分离得到分子量由大到小的不同气体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，通过调节混合气体的温度改变同一种孔径的分离层的气体渗透量，增加温度，所述气体渗透量降低；降低温度，所述气体渗透量增加。
5.根据权利要求1-4任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，通过调节混合气体的压力改变同一种孔径的分离层的分离系数。
6.根据权利要求1-5任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，所述分离层上通
7.根据权利要求1-6任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，所述气体分离膜还包括用于支撑所述分离层的支撑层。
8.根据权利要求1-7任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，所述分离层的材料包括单层分子膜或无孔膜材料，厚度0.1纳米到1000微米之间。
9.根据权利要求8所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，所述分离层的材料包括不锈钢、陶瓷、碳纤维、石墨炔、石墨烯、铜、铜合金或原位合成的薄层材料。
10.根据权利要求1-9任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，每一个气体分离膜前浓缩的气体，多次通过之前的那个相同孔径的气体分离膜，用于提高该气体分离膜前浓缩的气体的纯度和浓度，分离出来的气体，为纯的该种气体。
...【技术特征摘要】
1.一种采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，包括：使混合气体通过至少一个气体分离膜，所述气体分离膜对分子量不同的气体进行分离。
2.根据权利要求1所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，使混合气体依次通过多个气体分离膜，多个气体分离膜包括不同通孔孔径的分离层，分子量不同的多种气体在相对应的通孔孔径的分离层之间得到浓缩、分离。
3.根据权利要求1或2所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，所述多个气体分离膜按照所述分离层上通孔的孔径由大到小依次排列，依次分离得到分子量由大到小的不同气体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，通过调节混合气体的温度改变同一种孔径的分离层的气体渗透量，增加温度，所述气体渗透量降低；降低温度，所述气体渗透量增加。
5.根据权利要求1-4任一项所述的采用气体分离膜分离气体的方法，其特征在于，通过调节混合气体的压力改变同一种孔径的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文生，奚勇，
申请(专利权)人：上海必修福企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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