膜分离制氮的原理
大气中空气基本上含有78％的氮和21％的氧。将普通干燥压缩空气过滤并通过技术上先进的中空膜纤维束，其中通过选择性渗透将氮气与进料空气分离。水蒸汽和氧气安全地快速渗透到大气中，同时氮气在压力下排放到分配系统中。
压力，流速和膜尺寸/数量是影响氮生产的主要变量。通过节流来自膜束的出口来控制氮纯度（氧含量）。在给定的压力和膜尺寸下，增加氮气流量允许更多的氧气保留在气流中，降低氮气纯度。相反，减少氮气流增加纯度。对于特定的纯度，膜的较高空气压力产生较高的氮气流速。纯度从90％至99.9％的纯度范围是可能的。通过组合多个膜束，无限数量的氮气纯度范围可用于满足实际上任何需要氮气的应用。
技术原理通常一切气体均可以渗透通过高分子膜，其过程是气体分子首先被吸附并溶解于膜的高压侧表面，然后借助于浓度梯度在膜中扩散，后从膜的低压侧解析出来，其结果是小分子和极性较强的分子的通过速度较快，而大分子和极性较弱的分子的通过速度较慢，膜分离就是利用各种气体在高分子膜上的渗透速率的不同，来进体分离的，其分离推动力为气体在膜两侧的分压差，所以膜法气体分离没有相变、不需要再生，它具有设备简单、操作及维护费用低等优点。
一根膜分离器（组件）是由成千上万根中空纤维分离膜集装在一个外壳内，其结构类似于列管式换热器，它可以在的空间里提供分离膜表面积，所以膜分离系统具有占地面积小、重量轻、分离等优点。膜分离制氮除可以提供洁净的高浓度氮气外，还可以同时提供富氧空气。
吸附法变压吸附法是20世纪50年代末才开发成功的，由于其独有的灵活方便、投资少、能耗低的优点，近年来变压吸附空分富氧技术在中小规模富氧应用领域得到越来越多的应用。
氮分子含有孤对电子而极性大于氧并且有较大的四极矩，因而N2与沸石骨架中阳离子的作用力强。空气逐层通过沸石柱后，气相中的含氧量逐渐提高，这样便可得到富氧流出气。
一套变压吸附制氧（制氮）系统主要包括三部分：空气压缩系统、压缩空气预处理系统、吸附分离系统。
变压吸附空气分离的技术进步主要集中在两个方面：变压吸附空分工艺过程的改进，使过程更加节能；变压吸附空分吸附剂性能的改进。
以上信息由专业从事氮气分离膜厂家的科林爱尔于2025/5/3 12:56:16发布
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