中空纤维氢膜分离原理
膜分离制氮氢原理
中空纤维膜分离器是用数以万计高分子材料制成的中 空纤维丝聚合而成的膜组件。 空纤维丝聚合而成的膜组件。依靠不同气体在膜中溶解和 扩散系数的差异、不同渗透速度来实现气体的分离。 扩散系数的差异、不同渗透速度来实现气体的分离。当混 合气体在驱动力―膜两侧压力差的作用下，渗透速率相对 合气体在驱动力 膜两侧压力差的作用下， 膜两侧压力差的作用下 快的气体(如水汽、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等 透过 快的气体 如水汽、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等)透过 如水汽 膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速率相对慢的气体 如 膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速率相对慢的气体(如 氮气、氩气、甲烷和一氧化碳等 被滞留在膜的滞留侧被富 氮气、氩气、甲烷和一氧化碳等)被滞留在膜的滞留侧被富 从而达到混合气体分离的目的。 集,从而达到混合气体分离的目的。 从而达到混合气体分离的目的
Prism 氮膜 氮膜PA4050-P1 46℃ ℃
PA405046℃） PRISM® PA4050-P1 （46℃） 产品氮气流量（ /Hr） 产品氮气流量（Nm3/Hr） 压力 barg 11.7 氮气纯度（ 氮气纯度（%） 99.9 2.65 99.5 5.03 99 6.9 98 10 97 12.8 96 15.7 95 18.7
膜分离制氮机外型图
膜分离制氮机工艺流程图
膜分离器安装方式
温度、压力对产气量、 温度、压力对产气量、纯度的影响
温度
正常使用温度： 正常使用温度： 45℃ ～ 50℃ ℃ ℃ 温度增加： 温度增加：产气量 ↑ 纯 度 ↑ 耗气量 ↑ 温度过高：老化 寿命 寿命↓ 温度过高：老化↑寿命
压力
正常使用压力： 正常使用压力： 1.0 MPa ～1.25 MPa 压力增加： 压力增加：产气量 ↑ 纯 度 ↑ 耗气量 ↑
膜分离器与膜分离制氢
以Prism ®（普里森） （普里森）氢膜分离器为例
中空纤维膜分离器
Prism ®（普里森） 普里森）
氢气膜 氢气膜
美国气体化工产品公司产品
Generon® (捷能)氢气膜
美国捷能公司 产品
派克HiFluxx氢气膜
派克汉尼汾公司 （美国） 产品
气体膜分离器按结构分
1.内压型 内压型 氮气膜……从压缩空气中氮气的分离等 氮气膜 从压缩空气中氮气的分离等 脱水膜……脱除压缩空气或其他气体中的 脱水膜 脱除压缩空气或其他气体中的 水份 2.外压型 外压型 氢膜……主要应用于石油化工领域 氢膜 主要应用于石油化工领域 ·加氢处理尾气中的氢气回收 加氢处理尾气中的氢气回收 ·加氢循环气中惰性气体排除 加氢循环气中惰性气体排除 ·催化裂化干气的氢气回收 催化裂化干气的氢气回收 ·重整气的氢气提纯 重整气的氢气提纯 ·其它任何需要回收或提浓氢气的工 其它任何需要回收或提浓氢气的工 艺
膜分离制氮机对空气的要求
1.空气含油量： ≤0.001PPm W/W 空气含油量： 过高的含油量会造成堵塞膜微孔、 过高的含油量会造成堵塞膜微孔、 高分子膜溶解、老化。 高分子膜溶解、老化。造成无法修复的 损坏，更换膜组成本非常高， 损坏，更换膜组成本非常高，所以操作 必须非常小心，严格检查活性碳过滤器 必须非常小心， 除油效果。 除油效果。 2.固体或液体颗粒物：＜0.01um 固体或液体颗粒物：＜ 3. 空气压力露点：≤40℃ 空气压力露点：
9. 10. 11.
完整的制氮系统
纯度仪 氮气出口 空压机 储气罐 冷干机 过滤器组 活性炭 过滤器 加热器
吸附器
膜组
总 结
膜分离制氮的优势
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
没有噪音，完全静态运行。 没有噪音，完全静态运行。 没有运动部件，设备维护保养少 。 没有运动部件， 运行可靠、使用寿命长。 运行可靠、使用寿命长。 增容简单，并联添加膜件即可 。 增容简单， 气体产量、纯度可调，灵活性较好。 气体产量、纯度可调，灵活性较好。 体积小、重量轻。 体积小、重量轻。 开停机方便迅速，操作简单，能在短时间产生合格 开停机方便迅速，操作简单， 氮气 。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
技术先进， 技术先进，是常温空气分离的最新技术 没有噪音，完全静态运行， 没有噪音，完全静态运行，满足环保要求 没有运动部件， 没有运动部件，设备维护保养少 连续运行可靠性高、设备使用寿命长，可达 年以上 连续运行可靠性高、设备使用寿命长，可达10年以上 增容简单， 增容简单，并联添加膜件即可 体积小、重量轻， 体积小、重量轻， 是移动制氮设备的首选 氮气露点低、可达 ℃ 氮气露点低、可达-50℃～-60℃ ℃ 设备形式可以根据用户应用情况，有箱式、撬装式、 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， 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， 对环境无特殊要求，可在恶劣工况下运行 开停机方便迅速，操作简单， 开停机方便迅速，美国Prism膜，外径0.4-0.5毫米，一根 膜分离器有二万多 膜 外径 毫米， 美国 毫米 一根4″膜分离器有二万多 根中空纤维膜组成。 根中空纤维膜组成。 Prism膜是中空纤维复合膜，由多孔支撑层和表面分离层复 膜是中空纤维复合膜， 膜是中空纤维复合膜 合而成；多孔支撑层提供耐压强度， 合而成；多孔支撑层提供耐压强度，表面分离层进行气体分离 设计成中空纤维膜的方式， ；设计成中空纤维膜的方式，是为了在较小的体积下获得最大 的表面积。 的表面积。
PA405046℃） PRISM® PA4050-P1 （46℃） 空气耗量（ /Hr） 空气耗量（Nm3/Hr） 压力 barg 11.7 氮气纯度（ 氮气纯度（%） 99.9 22.3 99.5 25.1 99 27.3 98 30.8 97 34 96 37.2 95 40.5
膜分离制氮机的特点
膜分离制氮机
膜分离制氮机的工作条件 氮气膜） （Prism ®氮气膜）
产品氮气流量： ～ 产品氮气流量：0.3～5000Nm3/Hr 产品氮气纯度： ～ 产品氮气纯度：95～99.9% 最合适氮气纯度95-98% 最合适氮气纯度 工 作 压 力：0.4MPa～2.0MPa ～ 最佳压力： ～ 最佳压力：1.0～1.25 MPa 环 境 温 度：-40～40℃ ～ ℃ 使 用 温 度： 5 ～ 65℃ ℃ 最佳工作温度： 最佳工作温度：45 ～ 50℃ ℃