膜分離氮氣發(fā)生器是一種氣體分離技術，以優(yōu)質碳分子篩(CMS)為吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮氣，氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴散速率不同，直徑較小的氣體分子擴散速率較快，較多的進入碳分子篩微孔，直徑較大的氣體分子(N2)擴散速率較慢，進入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氮和氧的這種選擇吸附性差異，導致短時間內氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，如此氧氮分離，在PSA條件下得到氣相富集物氮氣。
工作原理：
裝置啟動后，空壓機出口的壓縮空氣先進入壓縮空氣儲罐，然后進入旋風分離器、精密級過濾器進一步除油除塵除水，接著進入空氣加熱器（加熱溫度設定為40℃），這時滿足一定壓力、溫度和清潔度要求的壓縮空氣最后進入膜分離組件，因膜對不同分子量的各種氣體具有不同的滲透性和滲透速率，經過膜分離組件后，氮與絕大部分氧分離開來，富氧從膜分離組件側邊孔排出，而氮氣從膜的另一端流出，經過調節(jié)閥調節(jié)流量與純度后，滿足設定純度產氮純度≥97%的標準氮氣進入氮氣儲罐，而非標氮氣直接經過打開的氣動閥從廢氮管道排出。
膜分離氮氣發(fā)生器由空氣壓縮機、過濾器、中空纖維膜分離器、脫氧管等部件組成。儀器流程。壓縮空氣經過過濾器進入膜分離器，空氣中的氧氣、水蒸汽及少量二氧化碳快速透過膜，進入膜的另一側；氮氣因透過膜的相對速率慢，被滯留和富集。富集后的氮氣，其出口壓力幾乎和壓縮空氣進入膜系統(tǒng)時的壓力相同，動力損耗非常小。
制氮原理：
當兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時，由于氣體在膜中的溶解度和擴散系數(shù)有差異，因而這些氣體在膜中的相對滲透率是不同的。根據(jù)這一特性，氣體可以分為“快氣”和“慢氣”。當混合氣體在驅動力(膜兩側壓力差)作用下通過中空纖維膜時，滲透速率相對快的氣體，如水、氫氣、硫化氫、二氧化碳等，快速透過膜進入膜的另一側。而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳等，則被膜滯留在這一側而富集，從而達到使混合氣體分離的目的。中空纖維膜系統(tǒng)含有成千上萬根細小的中空纖維絲。膜系統(tǒng)有選擇地將壓縮空氣中的氧氣、水蒸汽、二氧化碳等氣體排走，而留下了富氮氣流。通過調節(jié)空氣速率，就可生產不同純度和速率的氮氣。
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