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一、膜分離制氮機(jī)原理
膜氣體在膜中傳質(zhì)過(guò)程的研究推算起來(lái)實(shí)際已有100多年歷史了,人們對(duì)單一的氣體在聚合物及其膜中傳送進(jìn)行了大量的研究,從而在理論上得到了較好的發(fā)展.然而,膜在實(shí)際中的應(yīng)用卻是近幾十年間的事,較突出的例子是核武器中同位素鈾的分離.直到20世紀(jì)70年代末期,氣體在聚合物膜中的滲透性和選擇性已發(fā)展到具有工業(yè)化經(jīng)濟(jì)價(jià)值時(shí),膜才象今天這樣得到大規(guī)模應(yīng)用。
中空纖維膜是用數(shù)以萬(wàn)計(jì)的高分子材料制成的中空纖維絲聚合的膜組件。當(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合通過(guò)高分子膜時(shí)，由于各種氣體在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)的差異，導(dǎo)致不同氣體天膜中的滲透速率有所不同，根據(jù)這一特性，可將氣體分為"快氣""慢氣"。
氣體透過(guò)中空聚合物膜是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其透過(guò)機(jī)制一般是氣體分子首先被吸附到膜的表面溶解，然后在膜中擴(kuò)散，{zh1}從膜的另一側(cè)解吸出來(lái)，膜分離技術(shù)依靠不同氣體在膜中溶解和擴(kuò)散系數(shù)的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的分離。當(dāng)混合氣體在一定的驅(qū)動(dòng)力（膜兩側(cè)的壓力差或壓力比）作用下，滲透速率相當(dāng)快的氣體如水汽、氧氣、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過(guò)膜后，在膜的滲透?jìng)?cè)被排除，而滲透速率相對(duì)慢的氣體如氮?dú)狻鍤?、甲烷和一氧化碳等被滯留在膜的滯留?cè)被富集從而達(dá)到混合氣體分離的目的。
因?yàn)?strong>膜分離器所選擇材質(zhì)其分離效率的限制，一般用于自空氣中分離氮?dú)獾姆蛛x器其工業(yè)化組件以中空纖維膜較為突出，以中空纖維巨大的分離比表面積為基礎(chǔ)載體的工業(yè)化膜組件能較好的滿足客戶的分離要求，通常地，為了取得較好的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，達(dá)到低投入、低單耗的目的，膜制氮采用高壓流程。
二、高壓流程膜制氮機(jī)
壓縮空氣經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)除去油、塵埃等固體雜質(zhì)及大部分的氣態(tài)水,預(yù)熱后進(jìn)入膜分離器，滲透速率相當(dāng)快的氣體如水汽、氧氣、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過(guò)膜后，在膜的滲透?jìng)?cè)被排除，而滲透速率相對(duì)慢的氣體如氮?dú)狻鍤?、甲烷和一氧化碳等被滯留在膜的滯留?cè)被富集；系統(tǒng)在PLC或DCS系統(tǒng)的控制下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的輸出氮?dú)?。以這種原理來(lái)實(shí)現(xiàn)氧氮分離的方法我們稱之為高壓流程膜制氮(MKH-N)。
膜制氮機(jī)主要特點(diǎn)-
1、裝置工藝流程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)備投資省
2、裝置占地面積小，可用于室內(nèi)、外操作
3、裝置自動(dòng)化程度高，開(kāi)停車方便快捷；10分鐘內(nèi)達(dá)到純度指標(biāo)。
4、無(wú)閥門切換等運(yùn)動(dòng)部件，不需定期更換易損件，維修量少。
5、通過(guò)增加膜分離器，很容易擴(kuò)大氮?dú)猱a(chǎn)量。
6、裝置運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用較PSA法制氮低；在純度80～98%的范圍內(nèi)，具有優(yōu)越的性能價(jià)格比。它具有其它空氣分離方法所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行能耗較低。
7、裝置運(yùn)行獨(dú)立性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，可靠性高，常溫低壓下工作，安全性能好
8、裝置規(guī)?？蓮?.2-50000Nm3/h，產(chǎn)品氮?dú)饧兌瓤蓾M足80-99.9%。
三、高壓流程膜制氮設(shè)備主要組成
1、空氣壓縮機(jī)
2、空氣源預(yù)處理組件
3、空氣緩沖罐
4、膜分離器
5、成品氮?dú)饩彌_罐
6、切換閥門及相應(yīng)的管件
7、自動(dòng)控制、檢測(cè)系統(tǒng)
8、可擴(kuò)展的減壓配置增壓系統(tǒng)
四、膜制氮設(shè)備安裝運(yùn)行條件
1、安裝條件：安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)清潔、平整，吊車或叉車容易到達(dá)并進(jìn)行安裝；
2、使用環(huán)境要求：安裝現(xiàn)場(chǎng)周圍空氣應(yīng)干凈、無(wú)油霧、無(wú)腐蝕氣體，通風(fēng)良好；
3、配套條件：電源：380V/50Hz/3相五線；
冷卻水：符合工業(yè)用冷凍、冷卻水。
五、膜制氮機(jī)選型注意事項(xiàng)
1、在具體選型前首先確認(rèn)對(duì)所需氮?dú)庠O(shè)備最終產(chǎn)品氣的要求，在制造廠商的建議下確
定所需設(shè)備的流程；
2、考察設(shè)備設(shè)計(jì)的合理性（每一個(gè)配件的設(shè)置是否合理、必需，并發(fā)揮其{zd0}功效）；
3、考察設(shè)備運(yùn)行的可靠性（考證設(shè)備設(shè)計(jì)中保證措施的合理性）；
4、制造廠商研究開(kāi)發(fā)能力、制造經(jīng)驗(yàn)及水平；
5、全面計(jì)算制氮設(shè)備的成本（設(shè)備價(jià)格、投入設(shè)備所必備的水、電、場(chǎng)地及其費(fèi)用，設(shè)備的使用維護(hù)成本，設(shè)備的使用壽命），而不僅僅只考慮設(shè)備的價(jià)格。
