SSZ-13分子筛膜

石化加热炉烟气 CO₂ 捕集传统工艺能耗高，烟气含杂质组分对分离材料稳定性提出严苛要求。本项目开展 CHA 分子筛膜燃烧后碳捕集碳富集技术开发。

开展 CHA 膜 CO₂/N₂ 分离性能评价，膜实现 CO₂ 渗透速率≥2000 GPU，CO₂/N₂ 选择性≥20；开发高装填密度膜组件，优化密封与内部构型，考察烟气中颗粒物、NOₓ、SOₓ 杂质对膜性能的影响。搭建膜分离碳捕集小试装备，实现烟气 CO₂ 捕集浓度达 80% 以上，完成多工况条件下长周期稳定性考核。

完成膜–工艺–装备耦合集成，建立碳捕集效率计算模型，形成烟气碳富集成套技术方案，输出全套试验报告，为炼化装置烟气低碳捕集提供新型膜法技术路径。

燃煤电厂烟气碳捕集传统工艺存在能耗高、设备投资大的痛点，烟气复杂工况对分子筛膜的膜层致密性、抗杂质干扰能力提出较高要求。本项目开展 CHA 分子筛膜面向烟道气 CO₂ 捕集的材料与工艺技术研发。

优化纳米级 CHA 晶种制备与超声辅助沉积工艺，调控膜层晶体生长行为，制备得到超薄致密分子筛分离膜；完成膜材料系统性能表征，开展模拟及实际烟道气工况下碳捕集试验，探究工艺条件对 CO₂ 分离效果的影响规律。

完成全套试验研究报告输出，形成适配烟气碳捕集场景的膜制备技术方案，同步完成论文与专利成果布局，为燃煤烟气膜法低碳碳捕集技术的后续工程化应用提供材料基础与实验数据支撑。

油气开采天然气原料含有大量二氧化碳杂质，传统脱碳工艺化学药剂消耗大、整体能耗偏高。本项目开展 CHA 分子筛膜用于天然气 CO₂ 脱除的技术开发。

开发 50 cm 长规格中试膜管，在 CO₂/CH₄ 混合体系条件下，实现 CO₂ 渗透速率≥2500 GPU，CO₂/CH₄ 选择性≥35；搭建中试试验系统，天然气处理规模可达 1.0 Nm³/h，二氧化碳脱除率≥95%。相比传统化学脱碳工艺，综合能耗可实现 40% 以上降幅。

完成小试–中试逐级验证，开展多工况性能测试，根据中试数据迭代优化膜材料与组件，输出完整工艺数据，支撑天然气脱碳工艺包开发，为天然气绿色膜法脱碳提供技术方案。

锂–空气电池直接使用空气中氧气作为正极活性物质，但空气中的二氧化碳会引发副反应，显著降低电池容量与循环寿命，制约实际应用。本项目开展适配锂空气电池的 CO₂ 分离膜与吸附材料技术开发。

评价不同 CO₂ 浓度对电池电化学性能的影响，阐明杂质影响机制；开发改性吸附及膜分离材料，在室温、低压差条件下，CO₂/N₂ 分离选择性高于 20，CO₂ 渗透速率大于 1000 GPU；经分离处理后进气 CO₂ 浓度降至 100 ppm 以下。将分离单元与电池耦合，电池综合性能可达到纯氧条件下 70% 水平，充放电循环 10 周容量保持率高于 70%。

完成材料改性、分离性能测试与电池集成试制，输出全套试验报告，同步开展专利与论文成果布局，为空气工况下锂空气电池实用化提供关键分离材料解决方案。

传统胺法碳捕集工艺药剂消耗大、能耗高，环境负担较重。本项目针对高 CO₂ 含量的二氧化碳–烃类混合气源，开发阶梯式膜法碳捕集与烃类浓缩成套技术。

研发适配高浓缩比工况的分段式膜组件，强化流体湍动，降低浓差极化。一期 10 L（标态）/min 装置实现烃类 10 倍浓缩，C1–C₂ 烃回收率≥90%，C3+ 烃回收率≥95%，渗透侧 CO₂ 含量≥98.5%，完成 200 小时稳定性考核；二期面向 1000 L（标态）/min 撬装模块化装置，产品气 CO₂ 控制在 3% 以内，渗透侧 CO₂≥98%，开展 500 小时长周期试验。

相比传统工艺，可实现碳捕集能耗下降 30% 以上，完成装置控制系统开发与经济性评估，输出全套试验数据，为烃–CO₂ 混合气低碳捕集提供膜法装备解决方案。

炼化干气、油田天然气含有氮气、二氧化碳等非烃杂质，传统分离工艺能耗高，制约烃类资源高效回收利用。本项目开展分子筛膜用于炼厂干气与天然气气体分离成套技术开发。

开发高装填密度、高传质效率无机微孔膜及膜组件，优化内部流场结构，抑制浓差极化。针对炼厂干气实现烃纯度≥95%，烃损失率≤10%；针对天然气实现甲烷纯度≥95%，甲烷损失率≤10%，相较传统工艺整体能耗降低 20% 以上。完成流程模拟、装备研制与现场中试试验考核。

形成适配干气、天然气两套膜分离工艺技术方案，完成关键装备开发，同步开展专利布局，输出全套研究报告，为油气行业低碳低能耗气体净化回收提供膜法技术支撑。