膜分離制氮裝置

基本原理
  膜組利用不對(duì)稱中空纖維膜技術(shù)從壓縮空氣中分離和富集氮?dú)猓諝庵泻?/span>78%的氮?dú)狻?/span>21%的氧氣、0.9%的氬氣和0.1%的其他成分。膜組是利用選擇滲透原理來(lái)生產(chǎn)合格氮?dú)?。各種氣體組分在膜中溶解和擴(kuò)散，形成自身特有的滲透速率。氧氣是快氣，它很快溶解透過(guò)膜壁，此時(shí)氮?dú)馊匀谎乩w維絲內(nèi)腔流動(dòng)，形成富氮?dú)饬?。富氧氣流或滲透氣，以大氣的壓力從膜中滲透出來(lái)而放空。分離推動(dòng)力就是氣體各組分在膜內(nèi)外腔之間所形成的分壓差。
  膜組件裝有成千上萬(wàn)根膜絲，絲的兩端用環(huán)氧樹(shù)脂鑄成管塊即封頭，切去封頭使得絲內(nèi)孔敞開(kāi)，能使氣體從一端流到另一端。然后將這束膜絲裝入合適的封套中，它可以保護(hù)膜絲又能讓氣體通暢地從進(jìn)氣口流至出氣口。
  在膜分離器中，壓縮空氣沿中空纖維內(nèi)腔流動(dòng)。“快氣”如氧氣、碳氧化物、水氣和少量的慢氣，透過(guò)膜壁到絲外。它們?cè)诮z外以一個(gè)大氣的壓力富集，作為滲透氣或廢氣，需排放到安全的地方。而大多數(shù)慢氣和少量快氣繼續(xù)沿管程流動(dòng)，到達(dá)膜組件的另一端，作為產(chǎn)品氮?dú)舛焕?/span>。

(快氣慢氣圖)

工藝流程
壓縮空氣經(jīng)冷干機(jī)或吸干機(jī)干燥后，再經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)行凈化處理。經(jīng)過(guò)凈化后的空氣由電加熱器加熱到設(shè)定的溫度，最后進(jìn)入膜分離器的中空纖維束中。在壓力作用下，水蒸氣和氧氣快速?gòu)哪け跐B透出來(lái)，氮?dú)鉂B透速率慢，從而被保留下來(lái)，在純度控制系統(tǒng)的作用下，不合格氮?dú)獗环趴?，合格氮?dú)夤┥a(chǎn)使用。

膜制氮機(jī)包含中空纖維膜組、空氣過(guò)濾裝置、空氣加熱系統(tǒng)、系統(tǒng)保護(hù)裝置、流量純度在線檢測(cè)系統(tǒng)、控制及電器等裝置組成，下面分別描述各個(gè)裝置的功能。

1、中空纖維膜組：利用不對(duì)稱中空纖維膜技術(shù)從壓縮空氣中分離和富集氮?dú)狻?/span>

2、空氣過(guò)濾裝置：除盡壓縮空氣中的油份，含油量達(dá)到0ppm，并除去0.01μm以上的固態(tài)和液態(tài)顆粒。

3、空氣加熱系統(tǒng)：膜組需要在一定的溫度下工作，方具有適宜的產(chǎn)氣率，因此在進(jìn)氣管路中設(shè)有能自動(dòng)控溫的空氣電加熱器。溫度控制由熱電阻來(lái)檢測(cè)，溫度控制輸出是按PID進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

4、系統(tǒng)保護(hù)裝置：該裝置主要是對(duì)膜組進(jìn)行保護(hù)。例如，避免因高溫?fù)p壞膜組。

5、純度流量在線檢測(cè)系統(tǒng)：氮?dú)夥治鰞x在線檢測(cè)氮?dú)庵械难鹾?，流量?jì)在線計(jì)量氮?dú)饬髁俊?/span>