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    膜分离制氮

    2012-01-18 21:37:13  来源:苏州华德公司
    制氮、膜制氮、移动式制氮车、PSA制氧、真空变压吸附制氧、医用制氧、变压吸附制氮(PSAN2) 氮气纯化系统(HDEOXO) 真空变压吸附制氧(VPSAO2) 变压吸附制氧(PSAO2)
      实际生产过程中,喷油螺杆压缩机产生的压缩空气,在排气温度和压力下为油/水的饱和气体,在后面的工艺过程中,温度降低,会析出液态的油和水,该液态的油和水会对膜性能造成伤害。因此,在选择好膜的前提下,还应该提供一个完整的解决方案—膜系统的空气处理和控制系统。
      空压机提供的压缩空气进入空气缓冲罐,再进入多级过滤器,包含活性碳过滤器---除去空气中的颗粒、油、水。洁净的空气进入膜进行氧氮分离,产生的氮气进入到用户用气工段。一般地,进口的过滤器一般能将空气中的颗粒除到﹤0.01um,油﹤0.003ppm,完全能满足膜对空气质量的要求;在过滤器的中间还有温度加热及控制器---保证膜在*佳的工作条件下工作;恒温的,洁净的空气再进入膜进行分离,合格气体进入下道工序,不合格气体自动排放。因此,维护膜系统时, 其中的定期工作之一是检查过滤器的工作情况。
      膜设备的特点:它的现场制气方法比较,膜制氮具有:1、技术先进,是常温空气分离的*新技术 2、没有噪音,完全静态运行,满足环保要求 ;3、没有运动部件,设备维护保养少;4、连续运行可靠性高、设备使用寿命长,可达10年以上;5、增容简单,仅仅需要并联添加膜件即可;6、和PSA比较,没有大的空气罐和氮气罐,体积小、重量轻,是移动制氮设备的不二选择,氮气露点低、可达-60℃;氮气没有任何灰尘、颗粒,开停机方便迅速,操作简单,能在短时间产生合格氮气,设备形式可以根据用户应用情况,有箱式、撬装式、集装箱式,设备对土建没有任何特殊要求,安装费用低,对环境无特殊要求,可在恶劣工况下运行,撬装式膜制氮设备1000Nm3/h @ 95%
    华德膜制氮设备的优势:与膜件生产商和系统集成商捷能(Generon®) 同属于华德集团, 共享膜技术研发、 成套、应用的经验;选用世界上业已经证明的*好的捷能(Generon®) 膜;配套高档,保证系统稳定性;完善培训和服务体系,保证设备使用无后顾之忧;选用高端的空气净化系统, 确保了膜的长寿命。1997年投入使用至今的膜制氮设备
      膜制氮设备形式:根据用户的需要及使用现场实际情况,西梅卡可设计撬装式、固定式、移动式膜制氮设备(车载式及集装箱式两种)。主要产品:捷能(Generon)膜,膜制氮(HM-N2),移动式制氮车(HPU),变压吸附制氮(PSA-N2)
      
      膜在大自然中,特别是在生物体内的存在是广为人知的,早在1748年人类就发现了渗透现象--水会自发的扩散穿过猪膀胱而进入到酒精中。膜分离制气技术真正在工业上开始应用开始于20世纪70年代末,得于化学工业的发展,新材料的不断涌现。1979年Monsanto开发了用于H2/CO2气体分离的膜,紧接着,美国道化学(Dow)公司经过多年的专心致力于氮气膜的研究,开发出高分子材料的中空纤维均质氮气膜,并于1980年开始商业化,取名为Generon®膜;在90年代美国捷能(Generon®)公司研发出高压(2.4MPa),高纯度(≥99.5%),高分离效率(57%)的氮气膜;引领了氮气膜技术的发展,迎来了膜分离技术的黄金发展期。目前Generon®膜的技术已经成为世界性的膜行业标准。显微镜下的中空纤维膜孔如头发粗细的中空纤维膜
      膜分离原理:膜分离的核心是利用了空气中不同组分在高分子材料上的扩散系数大小不同而达到气体分离的物理过程。高分子材料被制成如头发粗细的中孔纤维膜,气体在孔内部通过,末端得到我们需要的氮气(90-99.9%), 侧面为排放的富氧气体, 富氧的浓度可达40%。
      膜的分离原理图示如下:
      气体在有机膜的表面遵循下列公式中所描述的溶解、扩散渗透原理进行气体的分离:扩散速度:q= U ∆P S / L,选 择 性:α=Ua / Ub,公式中:S—膜面积;     L—膜厚度;U—扩散系数;α—分离因数(系数);∆P—膜内外壁压差;q—扩散速度;Ua  Ub —混合气体中不同组份的扩散系数;  
      可以看出:制氮膜的好坏和膜的材料(决定了扩散系数),膜的壁厚, 运行时的压力等有关,即膜材料要对氧、氮的分离数差较大,产品膜既要薄又要耐高压。捷能(Generon®)膜件三维模型    捷能(Generon®)商品膜件;捷能表述:所有膜的核心都为添加了不同组分的改性高分子材料,其空气分离原理都一样;膜的性能取决于各生产厂家膜材料配方和生产工艺,因此,各膜有不同的分离效率,不同的耐压,不同的使用寿命。一般地, 膜的性能可以用产气量、回收率、膜的寿命来描述:产气量:  单根膜产气体的量;回收率:  氮气产量和空气的量的百分比;回收率高表示需要的压缩空气少,运行就更经济;膜的寿命:膜的寿命和膜本身及运行维护有关; 
    膜性能还与产生的氮气纯度,操作温度和运行压力直接相关。膜分离效率随温度的升高而降低,随压力的增加而稍有增加,膜的产量随温度和压力的增加而增加,反之亦然。因此,膜的运行必须是在一定的温度和压力下才能达到*佳运行效果。  

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    张龙庭
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