膜分離氮氣發(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氣，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氣。
工作原理：
裝置啟動后，空壓機(jī)出口的壓縮空氣先進(jìn)入壓縮空氣儲罐，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，而氮氣從膜的另一端流出，經(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)氮氣進(jìn)入氮氣儲罐，而非標(biāo)氮氣直接經(jīng)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(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(jìn)入膜系統(tǒng)時的壓力相同，動力損耗非常小。
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，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)動力(膜兩側(cè)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(jìn)入膜的另一側(cè)。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(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，而留下了富氮氣流。通過調(diào)節(jié)空氣速率，就可生產(chǎn)不同純度和速率的氮氣。
