膜分離氮氣發(fā)生器是一種利用膜分離技術從空氣中制取高純度氮氣的設備，具有高效、便捷、環(huán)保等優(yōu)點，在多個領域有廣泛應用。其工作原理基于不同氣體在膜中的滲透速率差異。空氣經(jīng)壓縮機壓縮、過濾凈化后，進入高分子膜過濾器。由于氧、氮等氣體在膜材料中的溶解度和擴散系數(shù)不同，導致它們在膜中的相對滲透速率不同。氧分子因動力學直徑小、擴散系數(shù)高，滲透速率快；氮分子則因動力學直徑大、擴散系數(shù)低，滲透速率慢。通過精確控制膜兩側壓力差，可實現(xiàn)氧和氮的有效分離，從而獲得高純度氮氣。

　　膜分離氮氣發(fā)生器的核心結構：

　　1、膜分離組件

　　中空纖維膜束：

　　由數(shù)萬根微小的中空纖維膜管組成，是設備的核心分離單元。

　　每根纖維膜管壁密布納米級孔徑，允許氧氣、水蒸氣等小分子透過，而氮氣因分子較大被阻擋，從而在管內(nèi)富集。

　　材料：通常為聚酰亞胺（PI）、聚砜（PS）等高分子材料，耐化學腐蝕且選擇性高。

　　膜組件排列：

　　纖維束集成于壓力容器中，壓縮空氣從一端進入纖維管外側（殼程），氮氣從纖維管內(nèi)側（管程）輸出。

　　2、進氣系統(tǒng)

　　空氣壓縮機：提供氣源（需外配或集成），將環(huán)境空氣壓縮至0.4~1.0 MPa。

　　預處理裝置：

　　過濾器：去除空氣中的顆粒物（如灰塵、油污）。

　　干燥器：通過吸附劑（如活性氧化鋁）或冷凝除水，防止水分堵塞膜孔或影響分離效率。

　　緩沖罐：穩(wěn)定氣流壓力，減少壓縮機啟停對膜的沖擊。

　　3、控制系統(tǒng)

　　壓力調(diào)節(jié)閥：控制進氣壓力，維持膜兩側壓差（通常0.3~0.7 MPa）。

　　流量調(diào)節(jié)閥：根據(jù)需求調(diào)整氮氣輸出流量。

　　純度監(jiān)測模塊：通過氧傳感器實時檢測氮氣純度，反饋調(diào)節(jié)尾氣排放或回流比例。

　　PLC或單片機：自動化控制設備啟停、參數(shù)調(diào)節(jié)及故障報警。

　　4、輸出與排氣系統(tǒng)

　　氮氣出口：富集后的高純度氮氣經(jīng)調(diào)壓閥輸出，連接儲氣罐或直接供用戶使用。

　　尾氣排放口：未通過膜的富氧空氣（含少量氮氣）排出，可接入工廠通風系統(tǒng)或作為低純度用途。