气体分离膜技术是一种新型气体分离技术,它具有能耗低、分离效率高、容易操作等优点。性能优异的膜材料是膜分离技术的核心,炭膜作为一种新型的无机膜,在气体分离方面具有优异的选择性,使得它具有广阔的发展前景。将膜材料制备成填装密度高、结构简单、易于放大的膜组件是将膜材料付诸实际应用的前提。常用的气体分离膜组件包括卷式、管式、板框式和中空纤维式膜组件,其中卷式膜组件的填装密度较高,能够对分离膜污染的控制、操作难度、堆积密度和渗透量的大小等重要问题进行较好的平衡,在工业应用中受到青睐。大连理工大学炭膜及多孔炭材料课题组研制出一种柔性的卷式炭膜,解决了传统炭膜机械强度差、不具有柔韧性的问题。为了推进卷式炭膜的工业化应用,本文针对卷式炭膜的膜组件制备进行研究。本文从研究粘结剂的基本性能入手,通过对粘结剂的固化时间、气密性、剥离强度以及气体渗透性的考察,选择出适宜制备炭膜膜组件的粘结剂；研究卷式炭膜膜组件中膜元件的直径随膜袋数量的变化关系,计算相关位置参数,并确定膜片、隔网等的位置关系,研究、选择和优化膜组件的卷制方法；制备出适用于卷式炭膜气体分离的膜组件。单组份聚氨酯粘结剂的固化时间长、气密性好、剥离强度大、测试气体几乎不能渗透,因此制备卷式炭膜膜组件效果最好的粘结剂是单组份聚氨酯。对膜组件卷制方法进行研究,得出每增加一个膜口袋,膜元件的横截面积量增加1592mm2,得出不同个数的膜口袋制备膜元件的相应直径,并计算错位量。粘结剂的质量随固化时间的变化先升高后降低,结合粘结剂的固化机理分析得出膜组件的卷制时间要控制在1个小时内。单组份聚氨酯粘结剂对卷式炭膜的浸润性优于聚合物膜,因此其对于卷式炭膜的粘附效果比聚合物膜更好。为了进行膜组件的气体渗透性能测试,配制甲烷与二氧化碳的混合气,根据二者的配气质量流量所得的甲烷浓度为x(%),配制完成的混合气中甲烷的浓度为y(%),x与y的关系为：y=0.9198x+0.0389。利用所配制的混合气对制备的膜组件进行气体渗透性能测试,膜组件的气体分离选择性与膜片的气体分离性能吻合,结果合理,说明本文对于气体分离卷式炭膜膜组件的研制具有可行性。