气调冷库的气调设备——中空纤维膜制氮机

工作原理

利用气体对中空纤维膜的渗透系数不同，进行气体分离。不同种类的气体透过膜时，渗透速率有差异，把渗透系数大的气体称为“快气”，渗透系数小的气体称为“慢气”。当压缩空气从一端进入中空纤维管内时，氧气(快气)很快从管内透过管壁，而氮气(慢气)穿过中空纤维管，由另一端输出，如图4-8所示。中空纤维膜分离器是由耐压的钢壳和中空纤维管束组成的，其中中空纤维管壁即为起分离作用的膜，其结构如图4-9所示。

碳分子筛制氮机是20世纪70年代末开发成功的，其基本原理是用表面积极大的碳分子筛将氧吸附并排出高浓度的氮。中空纤维膜分离制氮机是在80年代出现的，其核心部件是由上百万根像头发丝一样细的中空纤维并列缠绕而成的膜组，表4-3是碳分子筛制氮机和中空纤维膜制氮机的优缺点对比。

工艺流程

图4-10所示为中空纤维膜制氮机的工艺流程。其具体工作流程为:大气或库内气体由空压机压缩后升压，变为压缩空气被送入高效过滤器进行除水、除油、除杂质，以免中空纤维管堵塞影响分离效果;然后通过电加热器加热，以保证膜具有良好渗透系数和分离系数所要求的温度，防止进入分离器的水分凝结影响分离效果，加热温度可以自动控制;由加热器出来的压缩空气进入中空纤维膜分离器，可得到富氮气体。富氮气体经过冷却降温后，可返回气调库。

选型计算

中空纤维膜制氮机选型计算的主要技术指标见表4-4。