一、膜分離制氧基本原理
氣體在膜中傳質(zhì)過(guò)程的研究推算起來(lái)實(shí)際已有100多年歷史了，人們對(duì)單一的氣體在聚合物及其膜中傳送進(jìn)行了大量的研究, 從而在理論上得到了較好的發(fā)展。然而, 膜在實(shí)際中的應(yīng)用卻是近幾十年間的事, 較突出的例子是核武器中同位素鈾的分離。直到20世紀(jì)70年代末期，氣體在聚合物膜中的滲透性和選擇性已發(fā)展到具有工業(yè)化經(jīng)濟(jì)價(jià)值時(shí)，膜才像今天這樣得到大規(guī)模應(yīng)用。 一般說(shuō)來(lái)，膜對(duì)所有氣體都是可以滲透的，只不過(guò)滲透的程度不同而已。氣體透過(guò)中空聚合物膜是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其透過(guò)機(jī)制一般是氣體分子首先被吸附到膜的表面溶解，然后在膜中擴(kuò)散，較后從膜的另一側(cè)解吸出來(lái)，膜分離技術(shù)依靠不同氣體在膜中溶解和擴(kuò)散系數(shù)的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的分離。當(dāng)混合氣體在一定的驅(qū)動(dòng)力（膜兩側(cè)的壓力差或壓力比）作用下，滲透速率相當(dāng)快的氣體如水汽、氧氣、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過(guò)膜后，在膜的滲透?jìng)?cè)被富集，而滲透速率相對(duì)慢的氣體如氮?dú)?、氬氣、甲烷和一氧化碳等被滯留在膜的滯留?cè)被富集從而達(dá)到混合氣體分離的目的。
二、膜分離制氧設(shè)備的流程
根據(jù)分離條件中壓力不同，通常我們將膜制氧分成兩種不同的工藝流程，用戶可根據(jù)不同的工況要求，選擇適合的流程以達(dá)到較低單耗的目的。
1、 高壓流程膜制氧
壓縮空氣經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)除去油、塵埃等固體雜質(zhì)及大部分的氣態(tài)水，預(yù)熱后進(jìn)入膜分離器，滲透速率相當(dāng)快的氣體如水汽、氧氣、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過(guò)膜后，在膜的滲透?jìng)?cè)被富集，而滲透速率相對(duì)慢的氣體如氮?dú)?、氬氣、甲烷和一氧化碳等被滯留在膜的滯留?cè)被富集；系統(tǒng)在PLC或DCS系統(tǒng)的控制下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的輸出氧氣。
2、 負(fù)壓流程制氧
經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)后的原料空氣，凈化除去粉塵再進(jìn)入膜分離器，滲透速率相對(duì)慢的氣體，如氮?dú)狻鍤?、甲烷和一氧化碳等被滯留在膜的滯留?cè)富集后作為廢氣排出，以真空泵抽真空將滲透?jìng)?cè)的富氧空氣收集作為產(chǎn)品氣。系統(tǒng)在PLC或DCS系統(tǒng)的控制下可連續(xù)獲得穩(wěn)定純度的氧氣。
三、膜分離制氧設(shè)備的特點(diǎn)
膜法氧氮分離設(shè)備主要特點(diǎn)：
1、 裝置工藝流程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)備投資省
2、 裝置占地面積小，可用于室內(nèi)、外操作
3、 裝置自動(dòng)化程度高，開(kāi)停車方便快捷；10分鐘內(nèi)達(dá)到氧濃度。
4、 無(wú)閥門切換等運(yùn)動(dòng)部件，不需定期更換易損件，維修量少。
5、 通過(guò)增加膜分離器，很容易擴(kuò)大富氧空氣產(chǎn)量。
6、 裝置運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用較PSA法制氧低；在純度25～35%的范圍內(nèi)，具有優(yōu)越的性能 價(jià)格比。在助燃應(yīng)用方面，它具有其它空氣分離方法所不可比擬的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)行能耗較低。
7、 裝置運(yùn)行獨(dú)立性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，可靠性高，常溫低壓下工作，安全性能好。
8、 裝置規(guī)?？蓮?.2-50000 Nm3/h，產(chǎn)品氧氣純度可達(dá)25-45%；
四、膜分離制氧設(shè)備的基本組成
高壓流程空分設(shè)備主要組成 /低壓流程空分設(shè)備組成?
1、空氣壓縮機(jī)??????? / 1、鼓風(fēng)機(jī)組?
2、空氣源預(yù)處理組件? / 2、除塵、冷卻器?
3、空氣緩沖罐??????? / 3、膜分離器?
4、膜分離器????????? / 4、成品氧氣緩沖罐?
5、成品氧氣緩沖罐??? / 5、切換閥門及相應(yīng)的管件
6、切換閥門及相應(yīng)的管件/ 6、真空泵機(jī)組?
7、自動(dòng)控制、檢測(cè)系統(tǒng)/ 7、氧氣增壓機(jī)
8、可擴(kuò)展的增壓系統(tǒng)? / 8、自動(dòng)控制、檢測(cè)系統(tǒng)
五、膜制氧設(shè)備安裝運(yùn)行條件
1、安裝條件：安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)清潔、平整，吊車或叉車容易到達(dá)并進(jìn)行安裝；
2、使用環(huán)境要求：安裝現(xiàn)場(chǎng)周圍空氣應(yīng)干凈、無(wú)油霧、無(wú)腐蝕氣體，通風(fēng)良好；
3、配套條件：電源：380V/50Hz/3相五線；
4、冷卻水：符合工業(yè)用冷凍、冷卻水。
六、膜制氧設(shè)備選型注意事項(xiàng)
1、在具體選型前首先確認(rèn)對(duì)所需氧氣設(shè)備較終產(chǎn)品氣的要求，在制造廠商的建議下確定所需設(shè)備的流程；
2、考察設(shè)備設(shè)計(jì)的合理性（每一個(gè)配件的設(shè)置是否合理，必需，并發(fā)揮其較大功效）；
3、考察設(shè)備運(yùn)行的可靠性（考證設(shè)備設(shè)計(jì)中保證措施的合理性）；
4、制造廠商研究開(kāi)發(fā)能力、制造經(jīng)驗(yàn)及水平；
5、 **計(jì)算制氧空分設(shè)備的成本（設(shè)備價(jià)格、投入設(shè)備所必備的水、電、場(chǎng)地及其費(fèi)用，設(shè)備的使用維護(hù)成本，設(shè)備的使用壽命），而不僅僅只考慮設(shè)備的價(jià)格。???