解析膜分離氮?dú)獍l(fā)生器的工作原理
更新時(shí)間:2022-11-14 點(diǎn)擊次數(shù):1313
膜分離氮?dú)獍l(fā)生器是一種氣體分離技術(shù),以優(yōu)質(zhì)碳分子篩(CMS)為吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮?dú)?,氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴(kuò)散速率不同,直徑較小的氣體分子擴(kuò)散速率較快,較多的進(jìn)入碳分子篩微孔,直徑較大的氣體分子(N2)擴(kuò)散速率較慢,進(jìn)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(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)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?dú)狻?div>
工作原理:
裝置啟動(dòng)后,空壓機(jī)出口的壓縮空氣先進(jìn)入壓縮空氣儲(chǔ)罐,然后進(jìn)入旋風(fēng)分離器、精密級過濾器進(jìn)一步除油除塵除水,接著進(jìn)入空氣加熱器(加熱溫度設(shè)定為40℃),這時(shí)滿足一定壓力、溫度和清潔度要求的壓縮空氣最后進(jìn)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(jīng)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(cè)邊孔排出,而氮?dú)鈴哪さ牧硪欢肆鞒觯?jīng)過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量與純度后,滿足設(shè)定純度產(chǎn)氮純度≥97%的標(biāo)準(zhǔn)氮?dú)膺M(jìn)入氮?dú)鈨?chǔ)罐,而非標(biāo)氮?dú)庵苯咏?jīng)過打開的氣動(dòng)閥從廢氮管道排出。
膜分離氮?dú)獍l(fā)生器由空氣壓縮機(jī)、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(jīng)過過濾器進(jìn)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(jìn)入膜的另一側(cè);氮?dú)庖蛲高^膜的相對速率慢,被滯留和富集。富集后的氮?dú)?,其出口壓力幾乎和壓縮空氣進(jìn)入膜系統(tǒng)時(shí)的壓力相同,動(dòng)力損耗非常小。
制氮原理:
當(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時(shí),由于氣體在膜中的溶解度和擴(kuò)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(dāng)混合氣體在驅(qū)動(dòng)力(膜兩側(cè)壓力差)作用下通過中空纖維膜時(shí),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(jìn)入膜的另一側(cè)。而滲透速率相對較慢的氣體,如甲烷、氮?dú)?、一氧化碳等,則被膜滯留在這一側(cè)而富集,從而達(dá)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(xì)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?dú)饬鳌Mㄟ^調(diào)節(jié)空氣速率,就可生產(chǎn)不同純度和速率的氮?dú)狻?/div>