膜分離制氮膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支,是80年代國外迅速發(fā)展起來的一種新的制氮方法,在國內(nèi)推廣應(yīng)用還是2010-2017年的事。
膜分離制氮是以空氣為原料,在一定的壓力下,利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比,具有設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小、無切換閥門、操作維護也更為簡便、產(chǎn)氣更快、增容更方便等特點,但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴,膜易老化而失效,難以修復(fù),需要換新膜,膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶,此時具有較好功能價格比;當(dāng)要求氮氣純度高于98%時,它與同規(guī)格的變壓吸附制氮裝置相比,價格要高出30%左右,故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時,普氮純度一般為98%,因而會增加純化裝置的制作成本和運行成本。
膜法空分制氮的優(yōu)點
(1)能耗低:超細化的中空纖維膜具有極高的分離性能和很大的比表面積,制氮的氮氣回收率極高,比其它空分技術(shù)制氮的能耗要少15~25%。
(2)可靠性高:中空纖維膜制氮系統(tǒng)不象其它空分設(shè)備,沒有移動的部件,靜態(tài)運行,只需甚少保養(yǎng),連續(xù)運行安全可靠。
(3)壽命長:使用壽命可達6-8年以上。
(4)技術(shù)可靠:有數(shù)千套設(shè)備在世界各地運行,使用效果良好。
(5)操作彈性大:若需增加氮氣產(chǎn)量,只需增加膜分離器即可,這是其它技術(shù)所的,此外、采用膜分離技術(shù)生產(chǎn)氮氣時,產(chǎn)品氣的濃度與產(chǎn)氣量是連續(xù)可調(diào)的。
(6)體積小、重量輕:由于膜分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,故不需基建投資,安裝費用低。
(7)低:膜分離過程可以將氧氣和水蒸氣同時分離出去,所以氮氣產(chǎn)品的低。
(8)瞬間啟動:開停車既方便又迅速,操作簡便。
(9)自動化程度高:產(chǎn)品氣的濃度和產(chǎn)量、溫度和壓力按要求均可以自動控制。
(10)對環(huán)境無要求:因無明火操作,可在惡劣工況、有氣氛下工作。
(11) 按客戶要求設(shè)計,以滿足客戶不同要求.
膜空分制氮原理:當(dāng)混和氣體在膜兩邊壓差的功效下,滲透速度相對性快的氣體,似水、氡氣、氦氣、二氧化碳等通過膜后,在膜的滲透側(cè)被聚集,而滲透速度相對性比較慢的氣體,如氮氣等氣體則被停留在膜的側(cè)被聚集,進而做到混和氣體分離出來的目地。制氮機的制氫空分制氮原理不但能夠 造成氮氣,還能夠造成液氮,達到液氮生產(chǎn)加工的規(guī)定,能夠 存儲在液氮儲存罐中。當(dāng)間斷性氮氣裝車或空氣分離機器設(shè)備被修補時,液氮存儲在儲存罐中。進到空調(diào)蒸發(fā)器后,將其加溫并送進商品氮氣管道,以達到加工工藝設(shè)備的氮氣要求。氮氣(N2)是一種沒有顏色、無氣味、無臭的可塑性氣體,相對密度為1.2508kg/m3,溶點為-209.86℃,熔點為-195.8℃,稍溶解水和酒精,物理性質(zhì)不活躍性。