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瑞氣膜分離制氮機(jī)

發(fā)布日期: 2019-02-07

一、工作原理

膜制氮機(jī)是一種新型的空分設(shè)備,該設(shè)備以空氣為原料,中空纖維膜為分離器,利用氧和氮在膜中相對(duì)滲透速率不同的特性,在常溫高壓下工作,得到連續(xù)、穩(wěn)定的氮?dú)狻?/p>

當(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合物通過高分子膜時(shí),由于各種氣體在膜中溶解度和擴(kuò)散系數(shù)的差異,導(dǎo)致不同氣體在膜中相對(duì)滲透速率的不同。根據(jù)這一特性,可獲得各種氣體,氣體分為“快氣”和“慢氣”。當(dāng)混合氣體在驅(qū)動(dòng)力--膜兩側(cè)壓力差作用下,滲透速率相對(duì)快的氣體如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等過膜后,在膜的滲透?jìng)?cè)被富集,而滲透速率相對(duì)較慢的氣體,如甲烷、氮?dú)?、一氧化碳和氬氣等氣體則被膜滯留在膜的滯留側(cè)被富集,從而達(dá)到混合氣體分離的目的。

二、設(shè)備組成

瑞氣膜分離制氮機(jī)由以下幾部分組成:壓強(qiáng)空氣氣源(空壓機(jī))、壓縮空氣凈化組件、氣體加熱裝置、中空纖維膜組、氮?dú)鈾z測(cè)系統(tǒng),簡(jiǎn)要流程示意圖如下:

環(huán)境空氣經(jīng)壓縮凈化,除去油、水、灰塵后,經(jīng)加熱器加熱至約40℃時(shí)進(jìn)入膜分離器進(jìn)行分離。首先,壓縮空氣中的氧氣、二氧化碳以及少量水汽回快速滲透過膜壁,并通過模組壓力箱側(cè)面的排氣孔在大氣壓條件下排出;二空氣中的氮?dú)鉂B透過膜壁的氮?dú)夥治鰞x檢測(cè)氮?dú)饧兌?,檢驗(yàn)合格后送至用氣點(diǎn)。

三、特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

1、自動(dòng)化程度高

采用PLC+人機(jī)界面控制方式,整個(gè)系統(tǒng)的流程圖、運(yùn)行狀態(tài)及氮?dú)饧兌?、流量、壓力、溫度等指?biāo)直觀顯示在液晶屏上;氮?dú)饧兌?、流量、壓力等指?biāo)可遠(yuǎn)傳用戶中心控制室,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控;氮?dú)鈾z測(cè)系統(tǒng)在線檢測(cè)氮?dú)饧兌?,如發(fā)現(xiàn)氮?dú)饧兌鹊陀谠O(shè)定值,會(huì)將不合格氮?dú)馀趴?,以免不合格氮?dú)膺M(jìn)入用氣點(diǎn)。

2、系統(tǒng)彈性大、適應(yīng)性強(qiáng)

氮?dú)饧兌瓤蓮?0%~99.99%調(diào)節(jié);操作壓力適用范圍廣6bar~25bar;環(huán)境溫度適應(yīng)性強(qiáng)-40℃~+50℃

3、氮?dú)馍a(chǎn)運(yùn)行成本最低,定量氮?dú)庀目諝庾钌?,從而降低運(yùn)行成本

膜制氮機(jī)的核心是中空纖維膜分離器,瑞氣公司選用的是美國(guó)捷能高性能空氣分離膜,它首先于1985年由DOW化學(xué)工業(yè)公司實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,從那以來(lái)GENERON膜即成為市場(chǎng)上最高效、高純度和成效比最低的現(xiàn)場(chǎng)制氣空氣分離膜。這一傳統(tǒng)延續(xù)至今天GENERON成為IGS系統(tǒng)的一員。GENERON空氣分離系統(tǒng)的核心是每一根內(nèi)裝有數(shù)千英里長(zhǎng)的中空纖維膜的膜件,每一根纖維均比頭發(fā)絲還細(xì)。GENERON膜使用的聚合物材料是從數(shù)千種其他聚合材料中挑選出來(lái)的,它具有高效地將氧從氮中分離出來(lái)的固有的特性。

GENERON空氣分離系統(tǒng)被公認(rèn)為是效率最高的膜分離系統(tǒng),主要因?yàn)镚ENERON膜對(duì)氧和氮的高“選擇性”,所謂選擇性是指氧氣和氮?dú)馔ㄟ^膜壁的滲透速率。在氧氣和氮?dú)饬鹘?jīng)時(shí),和其他膜相比,GENERON膜對(duì)氧氣的選擇性遠(yuǎn)大于氮?dú)?,因此?dāng)從空氣中分離出氧氣時(shí)只有很少的氮?dú)鈸p失。這就使得GENERON系統(tǒng)與其他膜系統(tǒng)相比可使用較小的壓縮機(jī),從而降低運(yùn)行成本。

4、增容容易,重量輕,易運(yùn)輸,結(jié)構(gòu)緊湊

用戶可根據(jù)實(shí)際需要靈活組合膜組,也可在用氣量較少時(shí)關(guān)閉其中部分膜組。

5、壽命長(zhǎng),運(yùn)行可靠

瑞氣膜分離制氮機(jī)空氣凈化系統(tǒng)采用粗、精、超精三級(jí)過濾+冷干機(jī)+活性碳除油器的凈化方式,充分除去壓縮空氣中的油污、水分以及塵埃,確保膜組進(jìn)口壓縮空氣潔凈,使分離膜的壽命大大延長(zhǎng),可超過十年。

四、設(shè)備選型與應(yīng)用

瑞氣膜制氮系列產(chǎn)品選型表如下:

針對(duì)不同行業(yè)即不同的應(yīng)用場(chǎng)合,瑞氣充分考慮到各種可能的情況,根據(jù)各種工況設(shè)計(jì)了柜體式,支撐架式,集裝箱式等膜制氮裝置:

柜式結(jié)構(gòu):全自動(dòng)控制;在線氧含量檢測(cè)及報(bào)警裝置;人機(jī)界面直觀顯示氮?dú)庵笜?biāo);產(chǎn)氣量:5~400Nm3/h;純度95%~99.9%

支撐架結(jié)構(gòu):全自動(dòng)控制;設(shè)置在線氧含量檢測(cè);數(shù)據(jù)記錄、遠(yuǎn)程操作和信息傳遞;觸摸屏顯示、遠(yuǎn)程控制;產(chǎn)氣量75~1650Nm3/h;純度95%~99.9%

集裝箱式結(jié)構(gòu):

將氣源設(shè)備、制氮設(shè)備集成魚一體,可實(shí)現(xiàn)流動(dòng)作業(yè);

特別適于海上石油平臺(tái)鉆控填充;

煤礦滅火及需要移動(dòng)作業(yè)的場(chǎng)所;

設(shè)在在線氧含量檢測(cè);

產(chǎn)氣量75~1650Nm3/h

純度95%~99.99%

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