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通过建立3~5(STP)m3/h规模的膜分离试验装置,在不同的压力、温度、流量条件下,对单级膜分离法进行了试验研究。并采用串联的方式将2个膜组件进行耦合,形成两段式膜分离系统。研究结果表明:对PI膜组件的单级膜分离法而言,增大气体流量有利于减弱浓差极化现象;提高膜两侧压差和气体温度有利于提高CO2的膜渗透能力。对两级法而言,提升进气压力等条件可以有效提高渗透气CO2浓度达到91.64%;两级法较单级法具有更高分离效果和较低的CO2脱除效率,因此需要根据实际需要进行合理配置。