膜分离制氮装置膜制氮设备膜分离制氮机

膜分离制氮装置
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膜分离制氮以空气为原料,在一定压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。具有结构简单、体积小、无切换阀门、维护量少、产气快(≤3分钟)、增容方便等优点,它特别适宜于纯度≤98%的氮气用户。而氮气纯度在98%以上时,它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上。
3.1工艺流程简介
    洁净空气经空压机组进行压缩、油/气分离、冷却后,进入空气处理装置进行除尘过滤,对压缩空气进行除油、除水、除尘过滤、温度调节等多级处理,然后进入中空纤维膜组进行氮氧分离,产出纯度/压力合格的氮气,再经增压机组增压到用户所需的压力送至用户使用。自控系统实现全程的跟踪控制。
3.2主要设备简介
3.2.1空压机
    为制氮装置提供足够气源,空压机排气压力和排气量以膜组件的工况要求为依据。
3.2.2空气预处理
    空气预处理是为了除去压缩空气中的油和水份以及大于0.1μm 的尘颗粒,减轻后续膜组件的负担。空气预处理包括除油过滤和空气干燥二个功能。
3.2.3膜分离装置
    膜分离装置的功能是将压缩空气精过滤后,经膜装置分离成氮气和富氧。氮气达到品质要求后进入缓冲罐备用。未达标气体从放空口排出。膜分离过程的富氧废气通过富氧排放口排出。
3.2.4氮气缓冲罐
    缓冲罐用于氮气的暂时存储和气体缓冲。
3.2.5氮气监控系统
氮气监控系统用于控制膜空分制氮装置,提供膜空分制氮装置人机操作界面、运行数据显示、报警显示等功能。主要功能包括:一键装置启停、空压机启停、温度调节、压力调节、氮气纯度检测、氮气存储/放空转换控制、温度参数调整、压力参数调整、报警显示等。

技术原理
混合气体通过高分子膜时,由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透速率有所不同。根据这一特性,可将气体分为"快气"和"慢气"。当混合气体在膜两侧压差的作用下,渗透速率相对较快的气体如H2O、O2、H2、CO2等透过膜后,在膜的渗透侧被富集,而掺透速率相对较慢的气体如N2、CO、Nr等则在膜的滞留侧被富集,从而达到混合气体分离之目的。膜分离制氮机就是根据以上原理,以压缩空气为原料气来提取较高纯度的氮气。
设备特点
1. 中空纤维膜比表面积大,具有很高的分离系数;膜组使用寿命长。
2. 没有阀门等运动部件,无噪音运行,可靠性高;
3. 占地少,可以做成移动式、壁挂式,不需基建投资,安装费用低;
4. 开关机迅速,操作简便。

膜分离制氮机与变压吸附制氮机相比有哪些优缺点?
膜分离制氮机的优点:
1. 可靠性:膜分离制氮机相较于变压吸附制氮机,其零部件会更简单,没有那么多的阀门、调阀、压力表等,因此膜分离制氮机故障率更低。
2. 扩容方便:用户生产能力需要增加,增加了生产线,只需要在原有设备上添加膜组就可以了。
3. 重量轻:膜分离制氮机设备不需要大底架,大箱子和大容器装膜。因此整机重量很轻。
4. 维修方便:膜坏了,只需要把膜拆下更换新膜就可以了,不需要维修变压吸附制氮机时,必须的拆卸工具、吊装工具。
5. 体积小:体积也就冰箱大小,不占地方。
6. 压力稳定:膜是气体直接通过式的,只要空压机稳定供气,膜制氮机就能稳定的出气,不会产生波动。
7. 噪音小:恒定的出气,没什么噪音,噪音可控。
8. 产氮气快:空气进去后出来就是氮气了。
9. 出气压力高:膜的耐压可达20kg;产出的氮气的压力可达16kg。
10. 氮气品质干净:膜的材质是高分子材料,所以产出的氮气没什么杂质颗粒。
11. 可以做到无需压力容器或减少压力容器,这样无需报检、报备。
膜分离制氮机的缺点:
1. 容易报废:长期在50℃温度下容易老化. 有油污进入就全部报废。
2. 先期每根膜的投入高,且无法用国内产品代替。
3. 纯度没有变压吸附高,多到99.5%。
4. 使用寿命短4—5年就需要更换膜了。

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