弘益中空纤维膜分离制氮机的工作原理和工艺特点

1. 膜分离制氮机原理

中空纤维膜分离制氮的膜组是一个原筒状的高分子材料制成的中空纤维膜束，每束象列管式换热器包含上百万根中空纤维，以提供最大限度的分离面积，每根纤维直径几十微米，就象人的头发丝一样细，压缩空气由纤维束的一端进入，气体分子在压力作用下，首先在膜的高压侧接触，然后是吸附、溶解、扩散、脱溶、逸出。每种气体都含有不同的渗透速率。氧、二氧化碳、水蒸气等渗透速率“快”，由高压内侧纤维壁向低压外侧渗出，由膜组件一侧的开口排出；渗透速率小的“慢气”—氧气被富集在高压内侧，由膜组件的另一端排出，从而实现了氧-氮的分离。分离出的氮气压力比入口空气低5-15psi (0.3-1.0 bar)。

2. 膜组操作特性

膜的性能通常是由产气量和回收率来描述的，这两个性能指标是与产生的氮气纯度、操作温度和运行压力直接相关的。一般来讲，纯度不变时，产气量是随运行压力和温度的提高而增加的；而回收和产气量都随产生的氮气中的氧含量增加而增大，膜分离系统的最佳操作状态是：压力为10-13 bar，温度在35-40℃。

虽然操作压力和温度的提高对装置的产气量提高有利 ，但操作温度的提高会大幅度加剧膜系统的衰减，所以采取提高温度来获取较高的产气量是不智之举，为此，ACTFil膜装置确定的温度工作点为35℃，最高不超过40℃。这是与其它的气体设备供应商确定工作温度50℃以至更高的区别所在，它将使得用户获得一个相对长期稳定的气体供应设备。

一般说来，使用氮气压力较高，且纯度较低，采用膜分离制氮机比较合适。