为了使膜分离制氮系统获得较高的利用价值同时获得较长的使用寿命，NEWCEN 确定本公司的膜分离制氮系统基本操作特性为：压缩空气进膜组压力：10barg---13barg压缩空气进膜组温度：5℃---45℃3．中空纤维膜制氮系统工程配置的一般要求保证纯净、干燥的压缩空气是中空纤维膜制氮系统正常使用的前提条件。

为达到膜分离制氮系统能够正常地运行，必要的工程配置是必须的。

（附图为系统配置简图）本部分描述的是工程配置典型结构，对于（使用）工艺有不同要求的情况需进行全部或部分的选配。

膜分离制氮系统的配置一般包括：空气压缩机、空气缓冲罐、冷冻式干燥机、膜分离制氮机、氮气储罐、其他相关设备。

3.1 压缩空气源膜分离制氮系统尽量采用独立的气源即空压机，也可利用已有的空压站提供压缩空气，但必须要保证供给制氮系统足够的气量和相对恒定的输入压力。

若气源的使用点较多的话，就必须对系统进气压力进行控制，以保证正常平稳的运行。

保证稳定的进气压力是制氮系统正常工作的必备条件。

我们一般向用户推荐的空气压缩机是具有世界先进水平的，运转可靠、维护简单、维修周期长、低噪音运转的喷油螺杆式空气压缩机。

用户也可根据自己实力、需求，选配往复式空气压缩机。

若用户自备空气源进气压力低，会导致相应低的氮气产量，所以自备空气源的进气压力应稳定和达到一定要求，以满足预定的膜空分制氮系统设计性能。

3.2 空气缓冲罐主要功能是作为压缩空气的缓冲器，起稳定和贮存作用，除此外还可收集和排除进入压缩空气源的大部分油水冷凝液。

贮气罐装有压力表、安全阀和冷凝液排放管路。

3.3 冷冻式干燥机制氮系统前端加装冷却器或冷冻式干燥机，使进入制氮系统的压缩空气干燥，对保证制氮设备正常的使用寿命是十分关键的.冷冻式压缩空气干燥机是根据冷冻除湿原理，压缩空气在冷冻器中和致冷剂进行热交换，空气中的水分冷却后再次发生冷凝，从而将其中所含的大量水蒸气、油雾冷凝成液滴，由自动排水器排出。

经此处理后的压缩空气，其干燥度可达常压露点-23℃（压力露点可达1.6℃）。

3.4 中空纤维膜分离制氮系统主机主机按产气量大小不同配置不同型号的膜组。

附图为中空纤维膜制氮主机流程图。

本节是对膜分离制氮系统主机运作部件的解释。

A．油水分离器—F1当含有大量油和水固体杂质的压缩空气进入分离器后，高效除去99%的水份，并除去锈迹等管道碎屑,阻力小，使油水从汽流中析出并沿壁向下流到油水分离器底部，自动排污。

B．高效通用保护过滤器—F2高效通用保护过滤器（F2），装有滤除1μm 和更大的固态与液态颗粒的过滤芯，主要是去除进气中存在的0.5PPm 以上的残留油，其中包括聚结的水、油，使得经处理后的气体残留油含量小于0.5ppm。

定期更换滤芯是保证过滤器正常工作、确保膜组使用寿命所必须的, 更换时间一般为3000--4000 小时。

C．活性炭过滤器—F3活性炭过滤器内装填有活性炭，其作用主要是滤除压缩空气中残留的微量油蒸汽，F3 过滤器下部排放口不应有液体排除，如出现，将是前置处理部件的失效或故障。

定期更换滤芯是保证过滤器正常工作、确保膜组使用寿命所必须的,更换时间一般为5000--6000 小时。

D．高效除油过滤器—F4高效除油过滤器装有0.01μm 过滤芯，用于清除进气源中剩余的全部悬浮颗粒物质（锈蚀，碳粉尘等），类似聚结过滤器一样的功能，是进入膜分离体的最后一次过滤。

高效除油过滤器装有冷凝排放管路，包含有滤芯及排放阀。

F4 在使用中不应有液体排放，如出现，将是前置处理部件的失效或故障。

定期更换滤芯是保证过滤器正常工作、确保膜组使用寿命所必须的,更换时间一般为3000--4000 小时。

E．过程加热器—HT过程加热器（HT）是由温控仪和管状加热器组成，通过它将进气流加热，恒定在预设的温度（15—45℃）范围内,从而使膜分离系统具有最佳的工况。

加热器控制来自膜分离系统主电源板的控制。

F．膜组M膜组是将每根细小的中空纤维集合在一起，卷成一密度高且表面积大的纤维束。

在纤维束的两头用环氧聚合物固定住，以分隔膜组的高压及低压带。

G．纯度调节阀每个系统都设有一个纯度控制阀以根据用户的不同需求调节纯度，一般来说随着纯度的提高氮气的流量会相应的减少。

顺时针旋转纯度提高，逆时针旋转纯度减小。

H．氧分析仪（CE）氧分析仪（氧电池）位于膜分离系统控制柜中，连续监测产品氮气的氧含量。

操作期间，从产品集气管中取出的试样气体，流过分析仪检测池（标准干燥空气中含氧20.9%），由此产生一个与氧浓度成比例的信号。

控制器监测产品试样纯度，通过纯度调节阀，以控制氮气纯度。

氧电池使用寿命一般为 1.5 年左右，如果设备闲置则氧电池寿命会缩短。

I．截止阀和排空阀这些阀门都是为控制氮气生产而设置。

在启动时或万一出现故障状态，氮气不能达到设定要求时，截止阀将关闭，排空阀打开，以防不纯气体进入用气管道。

这些阀的开、闭对于防止不纯气体进入用气管道是至关重要的。

4．技术特性：4.1 技术参数：4.1.1 膜分离制氮机：a .型号：NC—3 1 2 0b .功率：3 . 6 K Wc .纯度：9 9 . 5 %d .温度：15～45℃可调e .压力：输入1 1 - 1 2 b a r；输出4～8 b a r ，取决于用气负荷f .制氮能力：9 9 . 5 % 时4 0 N m 3 / h4.2 系统指标最大运行压力：13 barg 最大运行温度：45 ℃最大环境温度：40 ℃所需标准电源：380 V/50Hz标准纯度范围：95.0%~99.9%注意：为能产生高于标准的氮气，系统必须达到正常的压力和温度。

经过一段较长的关机时间，分离器必须回到正常的温度；重新启动投入正常运行时间的多少，取决于加热温度、纯度和周围环境的温度。

膜制氮机部分见下表温度纯度电流达到设定温度红色指示灯熄灭，严重超温强制切断加热主回路；过程控制方式PID，设定范围15～45℃。

达到设定纯度绿色指示灯亮，产品氮气电磁阀导通；低于设定纯度红色指示灯亮，排放不合格氮气电磁阀导通；，设定范围90～99.9%。

当出现过流或短路故障时，熔断器断开，空开自动跳闸。

4.3 环境条件：a. 环境温度：5~35℃，存贮期间≥5℃；b. 相对湿度：≤80%，湿度较高时，空压机的效率将有所下降；c. 海拔高度：≤2500m，海拔高度较高时，空压机效率有所下降；d. 环境要求：室内使用，具有良好的通风，具备平整的混凝土坪地，无明显的粉尘、易燃性烟雾或蒸汽、腐蚀性气体；氮气站设计为地面室内固定使用！5．中空纤维膜制氮主机控制系统5.1 中空纤维膜制氮主机控制系统由采样检测、纯度控制、温度控制及系统保护等环节组成。

本节列出对纯度、温度控制器的设定、调整和使用。

通过产品气采样检测支路，由氧电池在线随机检测气体含氧量并通过氧分析仪显示当时气体含氧量（即反馈产品气纯度）通过调节纯度控制阀使得膜组获得合理的压差而调节气体的纯度。

该系统设计有气体达标自动排放的切换支路，将所需产品气纯度设定，即设定排放切换点，当由纯度控制阀调节达到设定纯度，即含氧量低于设定排放点时，气体通过合格产气支路输入使用点；而当含氧量高于设定排放点时，即产品气达不到设定纯度时，排放支路自动打开，将超标不合格氮气排空,同时在仪表面板上显示报警状态。

该系统中温度控制是为保护膜组及提高氮气产量而设置的。

中空纤维膜膜组需要在一定的温度下工作,方具有适宜的产气率，因此在进气管路中设有能自动控温的空气电加热器。

温度控制由Pt-100 热电阻来检测，温度控制输出是按PID 进行自动调节。

因为温度过高会损坏膜组，所以还要对膜组进行保护，过程主要是控制电加热器。

保护装置由热敏保护开关及入口压力开关两部分组成，当温度由于初次升温的热惯性（或失控事故）而上升超过60℃(上上限)时，过热保护开关将强制自动切断加热器控制系统的电源，阻止温度继续上升。

系统中为了避免在没有气流的情况下加热，设定了气压达到0.2MPa 以上时压力开关闭合，加热系统工作。

这样可以保护加热器不至在通电源而未输送空气的情况下干烧。

5.2 控制器的使用方法5.2.1 控制系统系统电源为220V 交流电。

当控制柜有电，且主回路开关QF 处于ON 状态时，电源指示灯L1 亮，表示系统处于待机状态。

5.2.2 系统启动顺时针旋转控制面板的开关，系统电源接通，系统开始启动，温控仪T1 和纯度仪T2 分别显示“……”与“……”，系统自检，3 秒钟后，显示当前状态值，系统开始工作。

5.2.3 系统参数设定在系统工作过程中，有些参数要根据现场使用情况来设定。

制氮设备出厂前已经根据实际情况设定完毕，无需更改。

5.2.4.1 温度值设定a. 温度值设定：按温度仪T1 “”键，使设定值一栏显示“SP”，然后直接按温度仪T1“△”或“”键，使设定值一栏中显示为工作中所要控制的温度。

本系统规定温度最高设为50℃。

温度仪T1 正视图5.2.3.2 纯度值设定a.按纯度仪“”键，使设定值一栏显示“SP”，然后按纯度仪的“△”或“”键，使设定值一栏中显示为工作所要控制的纯度值。

b.硬件配置模式的选择：同时按住“参数键”和“递增键”进入选择模式，进入选择模式后按“递增键”和“递减键”选择所需要的模式“Conf”。

再按“参数键”进入，用“递增键”和“递减键”设置密码20，再按“参数键”确认即进入硬件配置模式。

进入硬件模式配置后，按“参数键”选择“rul”用“递增键”和“递减键”修改所需要的参数，修改完毕后按“自动/手动”键确认。

同时按住“参数键”和“递增键”进入选择“操作模式”“optr”，然后按“参数键”即返回操作模式。

纯度仪T2 正视图5.2.4 氧电池校正本系统采用氧电池传感器测量氮气中氧气的含量，因长时间的使用，氧电池的线性电压可能发生变化，所测值可能与实际值有所偏差，故需定期进行氧电池校正。

5.2.4.1 将氧电池带电从氧电池盒里拿出并暴露在大气中，观察T 2 测氧表变化，待5 分钟之后，T 2 测氧表显示值稳定后，确定显示值与空气中氧含量（2 0 . 9 % ）的偏差,方法如下：a、如果测量值为2 5 . 43，则2 5 . 4 3 - 2 0 . 9 = 4 . 5 3那么偏差等于4 . 5 3b、如果测量值为1 8 . 97，则1 8 . 9 7 - 2 0 . 9 = - 1 . 9 3那么偏差等于-1 . 9 35.2.4.2 如果偏差小于±2 . 1 0 或大于±2 . 1 0，那么就需做偏差校正，方法同5.2.3.2.b。

综上所述，将校正中的测量值减去“rul”的当前值，即仪表的偏差值。

校正完后将氧电池带电放入盒中。

5.2.4.3 控制系统中各元件状态a、空气温度仪T1：上栏显示空气温度实测值，下栏显示设定值，控制方式为PID 脉冲；b、氮气纯度仪T2：上栏显示系统中氧含量的百分比，下栏显示排空设定值。