氮气膜分离系统
膜制氮操作方法
温控仪氮气分析仪电流表电源指示工作指示暖风机取样压力取样调压取样流量计氮气切换阀空气PERMEA柏美亚Prism 普里森膜一、膜分离制氨概述：膜分离制氮机采用美国柏美亚(PERMEA)公司制造的普里森(PRISM)膜分离技术，可以从空气中分离并回收氮气，压缩空气作为原料气通入膜分离制氮机后，可以很快生产出合格的氮气，该机操作简便，维护工作量少，运行稳定可靠，近二十、三十年来，在世界上得到很快的发展，有人将膜技术的应用称为“第三次工业革命”膜技术在为人类带来巨大的利益。
二、典型用途2．1 冶金和金属工业粉末冶金烧结过程的保护气，光亮退火，淬火加热渗氮共渗，软氮化，氮基气氮垫处理的氮源，复合吹氮炼钢，炼钢转炉密封，连铸、连轧，钢材退火保护气氮等。
2．2 化学和石油化工业吹洗容器，管道和隔离室。
合成纤维纺线，设备防腐催化剂再生，石油分馏，氮肥原料，触煤保护轮胎的生产等。
2．3电子工业大规模集成电路，彩色与黑白显像管，电视机与收录机零部件制造半导体和电器用气体，电子元件生产和激光打孔的氮基气象。
2．4食品工业食品包装用的气体，酒、啤酒、果汁贮存与清除，粮油食品、茶叶、中草药的常温贮藏及抑制害早虫，水果、蔬菜在适宜温度下的长期保鲜等。
三、膜分离制氮机工作原理3．1膜制氮机原理。
两种或两种以上的所体混合物通过氮分子膜时，由于各种气体在膜中的溶解度种扩散系数的差异，导致不同气体在膜中相对渗透率有所不同。
根据这一特性，可将气体分为“快气”和“慢气”。
当混合气体在驱动力-膜两则压差的作用下，渗透速率相对较快的气体如水、二氧化碳等渗透膜后，在膜渗透侧被富集，而渗透速度相对慢的气体如氮气、一氧化碳、氩气等则在三带留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。
当以加压净化为气源时，氮气等惰性气体被富集成高纯度供生产使用，由渗透侧排空的为富氧空气H2O，CO2，O2，Ar N2 CD “快”相对之渗透速率“慢”。
3．2膜分离制氮机气体流程图3．3压缩气源：氮气分离器尽量采用独立的氢源即空压机。
气体膜分离技术
气体膜分离技术面临着来自其他分离技术的竞争压力，如蒸馏、吸附、吸收等。为了在市 场上获得竞争优势，需要不断提高技术的性能和降低成本。
技术创新
通过技术创新不断改进气体膜分离技术的性能和降低成本是市场成功的关键。这包括研发 新型膜材料、优化膜组件的设计和操作参数，以及开发新的应用领域。
未来发展方向与趋势
新型膜材料的研发
随着材料科学的不断发展，未来 将有更多新型的膜材料涌现，为 气体膜分离技术的发展提供新的
可能性。
集成化与智能化
未来气体膜分离技术将朝着集成 化和智能化的方向发展，实现多 级分离、能量回收和自动控制等
功能。
应用领域的拓展
随着气体膜分离技术的不断改进 和成本的降低，其应用领域将进 一步拓展，包括氢气、二氧化碳 等特殊气体的分离，以及生物医
气体膜分离技术
• 气体膜分离技术概述 • 气体膜分离技术的基本原理 • 气体膜分离技术的主要工艺流程
• 气体膜分离技术的实际应用案例 • 气体膜分离技术的挑战与前景
01
气体膜分离技术概述
定义与原理
定义
气体膜分离技术是一种基于气体在压 力驱动下通过高分子膜的选择性渗透 进行混合气体分离的先进技术。
原理
利用不同气体在膜中溶解和扩散速率 的不同实现选择性分离。在压力差的 作用下，渗透速率较快的组分优先透 过膜，从而达到分离目的。
分类与特点
分类
根据膜材料和分离机理，气体膜分离 技术可分为有机膜分离和无机膜分离 两类。
特点
操作简单、能耗低、无相变、无污染、 分离效率高、可实现大规模连续生产 等。
应用领域
工业气体分离
用于从混合气体中分离出氢气 、氮气、氧气等高纯度气体， 广泛应用于石油、化工、冶金
深冷空分法、变压吸附法、膜分离法制氮优缺点对比表
设备相对简单，无需大型设备，易于集成和操作
能耗
高能耗，需要耗费大量电力和制冷能源
中等能耗，需要周期性地调节吸附剂的压力
低能耗，通常使用压力驱动或温度差驱动，较为节能
维护成本
较高，需要保持设备在低温下运行，维护成本较高
中等，需要定期更换吸附剂
低，膜组件相对稳定，维护成本较低
纯度控制
可以获得较高纯度的氮气
纯度受吸附剂和操作控制
纯度受膜材料和操作控制
适用范围
适用于大型工业制氮，需求纯度较高的场合
适用于小型或移动式制氮需求
适用于中小型制氮设备，对纯度要求适中的场合
这张表格概括了深冷空分法、变压吸附法和膜分离法在制氮过程中的优缺点和适用范围。不同的制氮方法适用于不同的场合，取决于所需的氮气纯度、产量、能耗要求以及设备规模等因素。
深冷空分法、变压吸附法、膜分离法制氮优缺点对比表
方法
深冷空分法
变压吸附法
膜分离法
制氮原理
利用空分设备将空气中的氧气、氩气等分离出去，得到高纯度氮气
通过周期性变换吸附剂的压力来实现氮气与氧气的分离
利用半透膜对气体进行分离，通透性较小的氧气被阻隔，而氮气通过
设备复杂度
需要大型的空分设备和低温条件，设备较复杂
膜分离和碳分子筛制氮-概述说明以及解释
膜分离和碳分子筛制氮-概述说明以及解释1.引言1.1 概述膜分离和碳分子筛制氮是当前广泛应用于气体分离领域的两种重要技术。
膜分离是通过选择性通透性较好的膜材料，利用分子间的差异使不同组分通过膜材料时产生浓度差，从而实现组分的分离。
而碳分子筛制氮则是利用碳分子筛对空气中的氧气和氮气进行分离，通过选择性吸附氧气而使氮气得以纯化。
膜分离技术具有具有分离效率高、操作简单、设备体积小等优势。
它广泛应用于气体分离、水处理、制备纯净气体等领域。
膜分离的原理基于物质分子的有效扩散和溶解透过性，通过选择合适的膜材料和适宜的工艺条件，可以实现不同气体组分的分离纯化。
碳分子筛制氮则是一种利用碳分子筛材料对气体进行选择性吸附分离的技术。
碳分子筛是由均匀的碳纳米管和孔隙结构组成的材料。
它具有较高的表面积和丰富的微孔结构，使得其能够选择性吸附氧气而排除氮气。
通过调节工艺条件和碳分子筛材料的特性，可以实现对气体的高效纯化。
本文将重点探讨膜分离和碳分子筛制氮的原理和应用。
首先介绍膜分离技术的基本原理和常见的应用领域，然后深入分析碳分子筛制氮的性质和制氮机理。
通过对两种技术的比较和分析，可以为气体分离领域的研究和应用提供参考和指导。
1.2 文章结构文章结构是指文章的布局和组织方式。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了文章的背景和研究的目的。
通过对膜分离和碳分子筛制氮的介绍，引发读者的兴趣，并明确了本文的研究目的。
正文部分分为两个主要部分：膜分离和碳分子筛制氮。
其中，膜分离部分首先介绍了膜分离的原理，即利用不同物质在膜上的传输速率差异实现分离的方法。
接着，列举了膜分离的应用领域，如饮用水处理、气体分离等。
此部分的目的是详细介绍膜分离技术的基本原理和实际应用。
碳分子筛制氮部分首先介绍了碳分子筛的性质，包括高比表面积、孔径可调等特点。
然后，阐述了碳分子筛制氮的机理，即通过选择性吸附氮气分子实现氮气的分离提纯。
此部分的目的是介绍碳分子筛在氮气制备中的应用原理和机制。
煤矿注氮系统工艺及主要方式方法
煤矿注氮系统工艺及主要方式方法
1.氮气发生器
氮气发生器是煤矿注氮系统的核心设备，它能够将空气中的氧气与氮
气分离，得到纯度较高的氮气供给矿井使用。
常见的氮气发生器工艺包括
压力摩擦吸附法（PSA）和膜分离法。
PSA法是通过压力变化使得氮气和
氧气的吸附速率不同，从而实现分离；膜分离法则是利用选择性透气膜的
特性，将氮气和氧气分离。
2.氮气储存装置
煤矿注氮系统中，氮气储存装置用于存储由氮气发生器产生的氮气，
并且能够保持一定的压力和流量。
常见的储存装置包括高压储气罐、低压
储气罐和液氮贮槽等。
高压储气罐主要用于短时间的氮气存储和供应，低
压储气罐主要用于长时间的氮气存储和供应，而液氮贮槽则适用于需要大
量氮气的情况。
3.氮气输送管道
4.氮气出口装置
煤矿注氮系统中，氮气出口装置是将氮气从地面输送到井下的关键环节。
常见的氮气出口装置包括喷嘴、风门和风机等。
喷嘴通常设在井口或
井下巷道入口处，通过喷射氮气形成安全氮气层；风门用于调节氮气流量，保持一定的氮气浓度；风机则用于增大空气流动速度，提高氮气注入效果。
总的来说，煤矿注氮系统工艺及主要方式方法包括氮气发生器、氮气
储存装置、氮气输送管道及出口装置。
这些工艺和方式方法能够确保煤矿
井下形成安全氮气层，预防火灾和爆炸事故的发生，保障矿井的安全生产。
膜分离制氮装置
2. 结构特征与工作原理
• 2.1 总体结构
• 制氮装置由空压机段、空气预处理段及膜分离段三部分组 成。分体组装在矿用平板车上，三段之间以高压胶管相连， 从而构成制氮装置。
• 2.2 工作原理
– 膜分离原理：气体混合物通过高分子膜时，由于各种 气体在膜中溶解度和扩散系数的差别，导致不同气体 在膜中相对渗透速率之不同。渗透速率相对高的气体 如水、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后， 在膜的渗透侧被富集，而渗透率相对较低的气体，如 甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则在膜滞留侧被 富集，从而达到混合气体分离的目的。整个分离过程 是平稳连续的。
• •
6. 运行时的维护、保养
• ——开机时必须开启所有排污阀，以保证彻底排除装置内部 的冷凝水。 • ——过滤器芯累计使用3000小时，必须及时更换，详见过滤 器说明书。 • ——氧气传感器每年应标定（更换）一次。 • ——空压机的维护、保养、检修，请仔细阅读其说明书及使 用维护说明书。 • ——运行过程中，各级过滤器的手动排污阀每隔半小时必须 开启排放一次。 • ——保证空压机的3个冷却器内充满水。 • ——严禁带电进行维护、维修！
•
1.4 型号的组成及其代表意义
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制氮装置的型号含义： DM —×××/× 出口压力（MPa值的0.1倍） 氮气流量m3/ h D表示煤矿用制氮装置，M表示膜分离
标记示例： DT—800/8 表示出口压力0.8MPa，产气量800m3 / h煤矿用移动式膜 分离制氮装置。
1.5 使用环境条件 · 环境温度：0～40º C； · 大气压力：80 kPa～106 kPa； · 相对湿度：≤95％（25℃时）；并考虑到因温度变化发 生在产品表面的凝露； · 在周围空气含有甲烷、煤尘爆炸性气体混合物，无滴水、 无强烈颠簸和振动等场合中； · 所使用的冷却水水质应无腐蚀性，无杂质。 1.6 工作条件 · 供电条件：1140（660） V 50Hz ； · 供水条件：流量不小于20m3/h（单台空压机的水量）， 水质为无腐蚀性、无杂质的工业用水。 · 通风良好，矿尘较小，无积水、无滴水的专用峒室内， 或者在较为洁净的巷道内。 · 工作环境的有害气体、瓦斯、煤尘含量和通风量应符 合《煤矿安全规程》的规定。
制氧系统分类
制氧系统分类制氧系统是一种用于将空气中的氧气浓缩并提供给患有呼吸系统疾病或氧气需求的人使用的设备。
根据其工作原理和使用场景的不同，制氧系统可以分为以下几种类型。
一、液氧制氧系统液氧制氧系统是通过将空气中的氧气液化来提供氧气。
它主要由液氧储罐、蒸发器和气化器等组成。
液氧制氧系统具有氧气纯度高、储存方便等特点，适用于长时间需要氧气供应的患者，如重症呼吸衰竭患者。
二、压缩空气制氧系统压缩空气制氧系统是通过将空气中的氧气浓缩提供给患者使用。
它主要由压缩机、分子筛、冷却器和气液分离器等组成。
压缩空气制氧系统具有氧气纯度高、体积小、使用方便等特点，适用于短时间需要氧气供应的患者，如急性呼吸窘迫综合征患者。
三、吸附剂制氧系统吸附剂制氧系统是通过吸附剂对空气中的氧气进行吸附和解吸来提供氧气。
它主要由吸附剂、气体分离器和气动阀等组成。
吸附剂制氧系统具有氧气纯度高、噪音低、能耗低等特点，适用于长时间需要氧气供应的患者，如慢性阻塞性肺疾病患者。
四、膜分离制氧系统膜分离制氧系统是通过膜的选择性透气性来分离空气中的氧气和氮气，并提供氧气给患者使用。
它主要由膜分离器和气动阀等组成。
膜分离制氧系统具有结构简单、体积小、噪音低等特点，适用于短时间需要氧气供应的患者，如急性心力衰竭患者。
五、氧气发生器制氧系统氧气发生器制氧系统是通过化学反应将氧气从化合物中释放出来，并提供给患者使用。
它主要由氧气发生器、储氧罐和流量控制器等组成。
氧气发生器制氧系统具有使用方便、氧气纯度高等特点，适用于长时间需要氧气供应的患者，如慢性阻塞性肺疾病患者。
以上是根据制氧系统的工作原理和使用场景对其进行分类的一些常见类型。
每种类型的制氧系统都有其独特的特点和适用范围，医生会根据患者的具体情况选择合适的制氧系统。
制氧系统的发展使患者得以方便地获取所需的氧气，提高了生活质量和治疗效果。
随着科技的不断进步，相信制氧系统将会越来越先进和智能化，为患者带来更多的便利和舒适。
DMJ1000制氮机使用说明书
煤矿用膜分离制氮装置使用说明书执行标准：Q/CAC 0001-2012《煤矿用制氮装置通用技术条件》MT/T774-1998北京长顺安达测控技术有限公司目录1 安全知识......................................................... 错误!未定义书签。
2 概述............................................................. 错误!未定义书签。
3 结构特征与工作原理............................................... 错误!未定义书签。
4 制氮装置特点及优点............................................... 错误!未定义书签。
5 尺寸、重量....................................................... 错误!未定义书签。
6 安装调试......................................................... 错误!未定义书签。
7 使用操作......................................................... 错误!未定义书签。
8 设备维护......................................................... 错误!未定义书签。
9 运输贮存....................................................... 错误!未定义书签。
10 设备检验........................................................ 错误!未定义书签。
11 随机附件........................................................ 错误!未定义书签。
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膜分离原理
中空纤维膜分离制氮的膜组件，是一个圆筒 状的高分子材料制成的中空纤维膜束，每束 列管式换热器包含上百万根中空纤维，以提 供最大限度的分离面积，每根纤维直径约几 十微米。压缩空气由纤维束的 一端进入，气体分子在压力作 用下，首先在膜的高压侧接 触，然后是吸附、溶解、 扩散、脱溶、逸出。
膜分离系统优点
课程设置
膜分离原理 膜分离系统优点
膜分离系统详细配置
Байду номын сангаас分离原理
膜分离制取氮气是利用对不 同的气体组分具有不同的选 择性渗透和扩散的特性，使 空气通过薄膜进行物理分离， 达到获得氮气目的。
膜分离原理
每种气体都具有不同的渗透速率： 空气中的氧气、二氧化碳、水蒸汽 等渗透率“快”，由高压内侧纤维 壁向低压外侧渗出，由膜组件一侧 的开口排出；渗透速率小的“慢 气”—氮气被富集在高压内侧，由 膜组件的另一端排出，从而实现了 氧—氮的分离。
膜分离系统详细配置
PLC闭环中央控制系统 1.进行系统中央控制 2.诊断∕记录系统运行状态 3.采集显示配套设备运行状态 4.远传系统运行状态、 参数（选择功能） 5.提供系统故障报警 保护信息
膜分离系统详细配置
安全防护系统 1.原料空气油雾含量在线显示，使空气处 于良好状态，保证膜组件稳定、安全工作 2.装备有空气进入切断阀，空气压力表能 确保系统压力在维修前已完全释放 3.氧气分析仪能确保产品气的一致性和过 程安全 4.安全卸压阀能保护压力容器不受过压 5.空气温度过高保护
膜分离系统详细配置
压力测量系统 1.膜组入口压力表、产品气压力表 2.通过压力传感器可以在仪表盘显示直读原料 空气、膜组进气、膜组排气的压力 回流防护装置 1.当系统处于待机状态时防止产品气流失 2.防止设备过压 3.便于输出产品气的差压切换控制 4.PLC控制系统
膜分离系统详细配置
原料空气阀 1.能对设备进行开∕关控制 2.在发生警报或设备失效时能自动切断原料空气
课程背景
氮气增压气举复产工艺是通过制氮车将空 气转化为浓度在95%以上的氮气，再通过 增压车将氮气从套管注入井筒，利用高压 氮气和地层产出气的膨胀能量使井筒内气、 液混相，以降低井筒液柱密度，减小压差， 同时利用氮气的携液能力把管柱内液体通 过油管带出井筒（反举）；或者是将氮气 从油管注入井筒，将井底积液从套管放空 排出（正举），达到降低管柱内液柱压力 的目的，使积液停产井恢复产能。
空气换热器 空压机动力柴油机的水和压缩空气换热，由能防腐蚀的 镍铬合金材料制成，同时进行监测、显示和保护报警
膜分离系统详细配置
膜组切断阀
1.便于系统升级，可用来优化系 统性能 2.对于需求氮气气量变化的情况 下，可方便提供使用者分组或选 择性使用膜组
能量消耗低 与其它系统相比降低15-25%的能量需求。 操作简单 设计为全自动无人操作，标准按键控制。 多方面过程控制 由一个PLC提供，可以提供95%到99%的氮 气及惰性气体，系统连续的监测控制，所有 的信息方便的显示在一个主显示面板上。
膜分离系统详细配置
进气温度恒定系统 1.为膜系统工作时提供恒定的进气温度 2.提高进气的相对温度 3.稳定产品气质量 自动纯度控制系统 1.对产品其纯度根据要求 自动调节 2.稳定产品气质量 3.自动补偿原料空气的压力波动
膜分离系统详细配置
净化系统故障∕状态诊断系统 1.诊断净化过滤器状态 2.净化系统故障强制停机保护 在线氮气纯度监控显示系统 1.在线显示氮气纯度 2.监控产品气纯度变化反馈纯度调整信息
膜分离系统详细配置
在线空气含油监测器 监测空气含油指标预防膜组被油污染损坏 在线流量监测系统 1.在线流量氮气瞬时流量 2.记录氮气累计流量 上位终端触摸屏工作界面 1.专业的工作软件 2.数据记录存储系统 3.可操作控制的工作界面