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高纯膜分离氮气制备发生器

产品简介

膜分离氮气发生器的工作核心是利用高分子中空纤维膜对不同气体组分的渗透速率差异,实现空气组分的高效分离,其整个制氮过程无需相变,仅通过压力驱动即可完成,具有能量利用率高、流程简洁的特点。

产品厂地:杭州市
更新时间:2025-12-02
厂商性质:生产厂家
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价格区间5万-10万产地类别进口
应用领域医疗卫生,化工,生物产业,航空航天,公安/司法
  核心原理:高分子膜的“选择性渗透”魔法
  膜分离氮气发生器的工作核心是利用高分子中空纤维膜对不同气体组分的渗透速率差异,实现空气组分的高效分离,其整个制氮过程无需相变,仅通过压力驱动即可完成,具有能量利用率高、流程简洁的特点。该技术的核心逻辑源于“渗透选择性”——当压缩空气流经膜组件时,空气中的氧气、水分、二氧化碳等小分子气体因与膜材料的亲和力较强,渗透速率快,能够快速穿过膜壁;而氮气分子因分子直径较大、与膜材料亲和力弱,渗透速率慢,从而在膜组件的出口端富集,形成高纯度氮气。
  具体工作流程可分为三个核心阶段:先是空气预处理阶段,环境空气经初效空气过滤器去除粉尘、颗粒等固体杂质后,进入无油空压机被加压至0.6-1.0MPa。无油压缩是保障膜组件寿命与氮气纯度的关键,可有效避免油蒸气污染膜材料。加压后的空气随后进入冷冻干燥机和精密过滤器,冷冻干燥机将空气温度降至2-5℃,使空气中的水分凝结成液态水被分离排出,将空气露点降至-20℃以下;精密过滤器则进一步去除空气中的微量油雾、碳氢化合物等杂质,确保进入膜组件的空气洁净度达到ISO8573-1Class1级标准。
  经过深度净化的压缩空气进入核心的膜分离单元,该单元由数百根甚至数千根高分子中空纤维膜组成,这些膜丝直径仅几百微米,内壁具有纳米级微孔结构。空气在膜丝内部流动时,氧气、二氧化碳等快速渗透组分透过膜壁进入膜丝与外壳之间的间隙,作为“渗余气”被直接排空;而氮气作为“截留气”在膜丝末端汇集,经压力稳定阀调节后,形成纯度可达95%-99.99%的产品氮气,直接输送至用气点或储存于缓冲罐中备用。整个过程连续不间断,只要有压缩空气输入,即可持续产出氮气,实现“即开即产、按需供气”。
 

 

  核心组件:支撑高效产气的“硬核”配置
  膜分离氮气发生器的性能优劣直接取决于核心组件的品质,其整体结构采用模块化设计,主要由空气预处理系统、膜分离系统、控制系统及辅助系统四部分组成,各组件协同工作,确保设备稳定高效运行。其中,膜组件是决定制氮效率与氮气纯度的核心部件,当前主流的膜材料为聚酰亚胺(PI)、聚砜(PSF)等高分子材料,这些材料具有良好的化学稳定性、耐高温性与机械强度,能够在高压环境下长期稳定工作,使用寿命可达3-5年。
  空气预处理系统是设备的“防护屏障”,除初效过滤器、无油空压机外,还配备了吸附式干燥器(部分机型)与活性炭过滤器。吸附式干燥器通过分子筛吸附空气中的残留水分,将露点进一步降至-40℃以下,避免水分在膜组件内凝结影响渗透性能;活性炭过滤器则专门去除空气中的有机蒸汽与异味,特别适用于食品、医药等对氮气纯度有特殊要求的领域。无油空压机多采用静音螺杆式或活塞式设计,运行噪音控制在65dB(A)以下,适配车间、实验室等对噪音敏感的环境。
  控制系统采用PLC可编程逻辑控制器与触控显示屏相结合的方式,可实时监控氮气纯度、流量、压力等关键参数,并支持参数的一键调节。当氮气纯度低于设定值或系统压力异常时,设备会自动发出声光报警,并启动相应的保护程序,如切断进气、降低负载等,避免不合格氮气影响生产或实验。部分机型还支持远程监控功能,通过物联网模块将设备运行数据上传至云端平台,用户可通过手机或电脑实时查看设备状态,实现远程运维与故障诊断。
  辅助系统包括氮气缓冲罐、压力调节阀、流量计等部件。缓冲罐的作用是稳定氮气输出压力,避免压力波动影响用气设备;压力调节阀可根据用气需求精准调节氮气出口压力,适配不同压力要求的场景;流量计则实时显示氮气产量,便于用户进行成本核算与用量管理。
  技术优势:适配多场景的核心竞争力
  与传统制氮方式及PSA制氮设备相比,膜分离氮气发生器在结构、性能、运维等方面展现出独特优势,使其在中低纯度氮气需求场景中具有强的竞争力。在结构与部署方面,其特点是紧凑轻便,由于无需PSA设备的吸附塔切换系统,设备体积可缩小30%以上,占地面积仅为0.2-0.8㎡,重量轻的机型仅几十公斤,可直接置于生产流水线旁、实验室工作台侧,甚至通过支架固定安装,特别适用于空间狭小的场景。部分移动式机型还配备了万向轮,可根据生产需求灵活移动,实现多工位共享供气。
  在运行稳定性与维护成本方面,膜分离技术具有显著优势。设备无运动部件(除空压机外),不存在PSA设备吸附塔切换时的压力波动与冲击,运行更加平稳,故障率可降低60%以上。维护方面,其核心耗材仅为过滤器滤芯与膜组件,滤芯每3-6个月更换一次,操作简单无需专业技术人员;膜组件使用寿命长达3-5年,远高于PSA设备的分子筛(1-2年),长期维护成本更低。以一台产气量10m3/h的机型为例,每年维护成本仅需2000-3000元,不足传统瓶装氮气采购成本的5%。
  在氮气参数调节与环境适应性方面,膜分离氮气发生器同样表现出色。氮气纯度可通过调节进气压力与流量灵活控制,从95%到99.99%连续可调,满足不同场景的需求——如食品包装用95%纯度即可,而电子元件保护则需99.99%纯度。环境适应性方面,设备可在-10℃-45℃的宽温度范围与30%-90%的相对湿度环境下稳定运行,无需专用的恒温机房;部分户外用机型还具备防暴雨、防尘设计,可适应油田、矿山等恶劣的户外工作环境。
 

 

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