ng>一，纖維膜分離制氮原理：ng>

膜空分制氮系統包含以下主要設備： 1） 空壓機 為制氮裝置提供足夠氣源，空壓機排氣壓力和排氣量以膜組件的工況要求為依據。 2） 空氣預處理 空氣預處理是為瞭除去壓縮空氣中的油和水份以及大於0.1μm 的塵顆粒，減輕後續膜組件的負擔。空氣預處理包括除油過濾和空氣乾燥二個功能。 3） 膜分離裝置 膜分離裝置的功能是將壓縮空氣精過濾後，經膜裝置分離成氮氣和富氧。氮氣達到品質要求後進入緩沖罐備用。未達標氣體從放空口排出。膜分離過程的富氧廢氣通過富氧排放口排出。 4） 氮氣緩沖罐 緩沖罐用於氮氣的暫時存儲和氣體緩沖。 5） 氮氣監控系統 氮氣監控系統用於控制膜空分制氮裝置，提供膜空分制氮裝置人機操作界麵、運行數據顯示、報警顯示等功能。主要功能包括：一鍵裝置啟停、空壓機啟停、溫度調節、壓力調節、氮氣純度檢測、氮氣存儲/放空轉換控制、溫度參數調整、壓力參數調整、報警顯示等

三、航空制氮裝備中的應用膜分離技術在新型航空制氮裝備中的應用膜分離技術在新型航空制氮裝備中的應用膜分離技術在新型航空制氮裝備中的應用 摘要：介紹瞭膜法制氮裝備的特點和工藝流程；對中空纖維膜空氣分離機理及其影響膜分離效果的主要因素進行瞭研究分析。  關鍵詞：膜法制氮，PRISM膜組，分離機理   膜空氣分離制氮是20世紀80年代新興的高科技技術，屬於高分子材料科學的范疇。該技術雖然起步較晚，但發展迅速且日趨成熟。   膜分離技術的原理是，針對某些氣體組分具有選擇性、滲透和擴散的特性，利用結構特殊的有機膜或金屬膜，以達到氣體分離和純化的目的。基於膜空氣分離技術研制的制氮工藝具有流程簡單、操作方便、穩定性好、節能和免維護等優點，這一新技術首先在海軍及空軍配備的ZD-1型航空制氮車、HCBZ01-40型航空制氮車和K/DZZ-2型航空制氮車等新型制氮裝備中推廣應用。因此，熟悉膜空氣分離制氮機理和特點，掌握影響膜分離效果的主要因素，對於正確地使用、維護新裝備，充分發揮新裝備的技術性能，全麵提高部隊高純氮氣的保障能力，具有十分重要的意義。   1 膜分離制氮裝備的主要特點   采用膜分離技術來進行空氣分離，制取純氮的保障裝備，與傳統的低溫空氣分離裝備相比，有以下主要特點：   （1）過程簡單、能耗低。在氮氣分離過程中沒有相變、過程簡單、可在常溫下進行操作；能耗同比可下降15%～25%。特別是分離共沸物質，更具有獨特的優越性。   （2）運行可靠、壽命長。膜空氣分離制氮系統沒有運動的部件，為靜態運行，連續工作可靠性高；正常情況下，膜組使用壽命可達12～15年。   （3）產量可調、品質高。氮氣產量可在設計性能范圍內根據需要適時調整。生產的氮氣非常乾燥，純度高達99.99％，露點低於-65℃，供氣壓力可高達5MPa（4）增容簡單、維護少。制氮裝備若需增加產氮氣量，隻需並聯增加膜組件即可，這也是其它空氣分離設備所無法比及的；因為沒有運動部件，幾乎不需維護，因此，維護費用少，高效率和高可靠性還降低瞭操作運行費用。   （5）操作方便、自動化。制氮裝備可瞬間啟動，開機、停機方便又迅速，操作簡單；氮氣純度、產氣量、溫度及工作壓力均可自動控制。   （6）對環境無特殊要求。制氮裝備能夠在惡劣的工況條件下正常運行，機動性強，特別適用於部隊野外機動保障。   2 膜分離制氮裝備的組成與工作原理   2.1 膜分離制氮裝備的組成   膜分離制氮裝備的組成除瞭必需的附屬設備之外，主要由膜制氮機組成，包括：中空纖維膜組、加熱器、過濾器、純度分析機等。   膜分離制氮裝備中的關鍵是膜組件，它是一種性能特異的新型功能材料。按氣體分離的機理，可以分為多孔型膜和非多孔型膜；按材料性質可以分為有機膜和無機膜，有機膜采用高分子材料制成，亦稱高分子；從膜組件的結構型式分類，還可以分為中空纖維型和平板型兩種。現役新型制氮裝備采用的膜組件主要是中空纖維型，如法國液化空氣公司生產的FLOXEL制氮用膜組和美國PERMEA（柏美亞）公司生產的PA4050-P1型PRISM膜組。   2.2 中空纖維膜空氣分離機理   中空纖維膜分離制氮的膜組，是由一個圓筒狀的高分子材料制成的中空纖維膜束，每個膜束像列管式換熱器一樣含有上百萬根中空纖維，以提供最大限度的分離麵積，每根纖維直徑約幾十微米，就像人的頭髮絲一樣細，壓縮空氣由纖維膜束的一端進入，氣體分子在壓力作用下，首先與膜的高壓側接觸，然後吸附、溶解、擴散、脫溶、逸出。膜分離法空氣分離機理如圖1 所示。 由於各種氣體在膜中溶解速率和擴散系數的差異，導致不同氣體在膜中的相對滲透速率不同。氧、二氧化碳、水蒸氣等滲透速率快，稱為“快氣”，由高壓內側纖維壁向低壓外側滲出，由膜組件一側的開口處排出；而滲透速率小的“慢氣”———氮氣，則被富集在高壓內側，由膜組件的另一端排出，從而實現“氧－氮的分離”，分離出的氮氣壓力比入口空氣壓力低0.3bar～1.0bar。   2.3 膜分離制氮裝備工藝流程   制氮裝備（HCBZ01-40型航空制氮車）工作時，純氮（≥99.99％）生產工藝流程如圖2所示

中空纖維膜分離氣體的總過程是由溶解和擴散兩部組成的，即混合氣體在膜的高壓側表麵，以不同的溶解度溶於膜內，然後在膜兩側壓力差的推動下，混合氣體的分子以不同的速度向膜的低壓擴散，滲透速率較快的氣體如：水氣、氧氣等，透過膜後在膜透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體如：氮氣、氬氣等則在滯留側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。
例：當以加壓凈化空氣為原料時，氧氣的滲透速率大於氮氣，通過膜分離之後，高壓側被留下的氣體的富氮，而透過去的氣體是富氧。在這裡將氧氣稱為“快氣”，而氮氣則稱為“慢氣”。
我們把滲透速率高的“快氣”和滲透速率低的“慢氣”作一排列。
3.2  技術指標：
氮氣產量：800 Nm3/h     出廠電壓  660v／1140
氮氣純度≥97-99.5%  （O2≤3%）
氮氣出口壓力：≥0.8MPa（可調）
軌距：  660／900／760
冷卻水：見2.2.10
煤礦用螺桿式移動空氣壓縮機2臺，SM5132，出廠電壓，功率132： 見說明書；
 制氮裝置組成： 
制氮裝置主要由煤礦用螺桿式移動空氣壓縮機組，壓縮空氣預處理系段和膜分離段幾部分構成。這幾部分采用分體結構，外殼全部為鋼制材料，分別裝在平板車上，幾部分由不銹鋼軟管聯接
                           

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