制氮机,是指以空气为原料,利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。根据分类方法的不同,即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法,工业上应用的制氮机,可以分为三种。其中膜空分制氮机的原理为:
空气经压缩机压缩过滤后进入高分子膜过滤器,由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数不同,导致不同气体在膜中相对渗透速率不同。根据这一特性,可将各种气体分为“快气”和“慢气”。
当混合气体在膜两侧压力差的作用下,渗透速率相对快的气体,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,而渗透速率相对较慢的气体,如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则被滞留在膜的侧被富集,从而达到混合气体分离的目的。
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