一，纤维膜分离制氮原理：
膜空分制氮系统包含以下主要设备： 1） 空压机 为制氮装置提供足够气源，空压机排气压力和排气量以膜组件的工况要求为依据。 2） 空气预处理 空气预处理是为了除去压缩空气中的油和水份以及大于0.1μm 的尘颗粒，减轻后续膜组件的负担。空气预处理包括除油过滤和空气干燥二个功能。 3） 膜分离装置 膜分离装置的功能是将压缩空气精过滤后，经膜装置分离成氮气和富氧。氮气达到品质要求后进入缓冲罐备用。未达标气体从放空口排出。膜分离过程的富氧废气通过富氧排放口排出。 4） 氮气缓冲罐 缓冲罐用于氮气的暂时存储和气体缓冲。 5） 氮气监控系统 氮气监控系统用于控制膜空分制氮装置，提供膜空分制氮装置人机操作界面、运行数据显示、报警显示等功能。主要功能包括：一键装置启停、空压机启停、温度调节、压力调节、氮气纯度检测、氮气存储/放空转换控制、温度参数调整、压力参数调整、报警显示等
三、航空制氮装备中的应用膜分离技术在新型航空制氮装备中的应用膜分离技术在新型航空制氮装备中的应用膜分离技术在新型航空制氮装备中的应用 摘要：介绍了膜法制氮装备的特点和工艺流程；对中空纤维膜空气分离机理及其影响膜分离效果的主要因素进行了研究分析。 关键词：膜法制氮，PRISM膜组，分离机理 膜空气分离制氮是20世纪80年代新兴的高科技技术，属于高分子材料科学的范畴。该技术虽然起步较晚，但发展迅速且日趋成熟。 膜分离技术的原理是，针对某些气体组分具有选择性、渗透和扩散的特性，利用结构特殊的有机膜或金属膜，以达到气体分离和纯化的目的。基于膜空气分离技术研制的制氮工艺具有流程简单、操作方便、稳定性好、节能和免维护等优点，这一新技术首先在海军及空军配备的ZD-1型航空制氮车、HCBZ01-40型航空制氮车和K/DZZ-2型航空制氮车等新型制氮装备中推广应用。因此，熟悉膜空气分离制氮机理和特点，掌握影响膜分离效果的主要因素，对于正确地使用、维护新装备，充分发挥新装备的技术性能，全面提高部队高纯氮气的保障能力，具有十分重要的意义。 1 膜分离制氮装备的主要特点 采用膜分离技术来进行空气分离，制取纯氮的保障装备，与传统的低温空气分离装备相比，有以下主要特点： （1）过程简单、能耗低。在氮气分离过程中没有相变、过程简单、可在常温下进行操作；能耗同比可下降15%～25%。特别是分离共沸物质，更具有独特的优越性。 （2）运行可靠、寿命长。膜空气分离制氮系统没有运动的部件，为静态运行，连续工作可靠性高；正常情况下，膜组使用寿命可达12～15年。 （3）产量可调、品质高。氮气产量可在设计性能范围内根据需要适时调整。生产的氮气非常干燥，纯度高达99.99％，露点低于-65℃，供气压力可高达5MPa（4）增容简单、维护少。制氮装备若需增加产氮气量，只需并联增加膜组件即可，这也是其它空气分离设备所无法比及的；因为没有运动部件，几乎不需维护，因此，维护费用少，高效率和高可靠性还降低了操作运行费用。 （5）操作方便、自动化。制氮装备可瞬间启动，开机、停机方便又迅速，操作简单；氮气纯度、产气量、温度及工作压力均可自动控制。 （6）对环境无特殊要求。制氮装备能够在恶劣的工况条件下正常运行，机动性强，特别适用于部队野外机动保障。 2 膜分离制氮装备的组成与工作原理 2.1 膜分离制氮装备的组成 膜分离制氮装备的组成除了必需的附属设备之外，主要由膜制氮机组成，包括：中空纤维膜组、加热器、过滤器、纯度分析仪等。 膜分离制氮装备中的关键是膜组件，它是一种性能特异的新型功能材料。按气体分离的机理，可以分为多孔型膜和非多孔型膜；按材料性质可以分为有机膜和无机膜，有机膜采用高分子材料制成，亦称高分子；从膜组件的结构型式分类，还可以分为中空纤维型和平板型两种。现役新型制氮装备采用的膜组件主要是中空纤维型，如法国液化空气公司生产的FLOXEL制氮用膜组和美国PERMEA（柏美亚）公司生产的PA4050-P1型PRISM膜组。 2.2 中空纤维膜空气分离机理 中空纤维膜分离制氮的膜组，是由一个圆筒状的高分子材料制成的中空纤维膜束，每个膜束像列管式换热器一样含有上百万根中空纤维，以提供最大限度的分离面积，每根纤维直径约几十微米，就像人的头发丝一样细，压缩空气由纤维膜束的一端进入，气体分子在压力作用下，首先与膜的高压侧接触，然后吸附、溶解、扩散、脱溶、逸出。膜分离法空气分离机理如图1 所示。 由于各种气体在膜中溶解速率和扩散系数的差异，导致不同气体在膜中的相对渗透速率不同。氧、二氧化碳、水蒸气等渗透速率快，称为“快气”，由高压内侧纤维壁向低压外侧渗出，由膜组件一侧的开口处排出；而渗透速率小的“慢气”———氮气，则被富集在高压内侧，由膜组件的另一端排出，从而实现“氧－氮的分离”，分离出的氮气压力比入口空气压力低0.3bar～1.0bar。 2.3 膜分离制氮装备工艺流程 制氮装备（HCBZ01-40型航空制氮车）工作时，纯氮（≥99.99％）生产工艺流程如图2所示
中空纤维膜分离气体的总过程是由溶解和扩散两部组成的，即混合气体在膜的高压侧表面，以不同的溶解度溶于膜内，然后在膜两侧压力差的推动下，混合气体的分子以不同的速度向膜的低压扩散，渗透速率较快的气体如：水气、氧气等，透过膜后在膜透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体如：氮气、氩气等则在滞留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。
例：当以加压净化空气为原料时，氧气的渗透速率大于氮气，通过膜分离之后，高压侧被留下的气体的富氮，而透过去的气体是富氧。在这里将氧气称为“快气”，而氮气则称为“慢气”。
我们把渗透速率高的“快气”和渗透速率低的“慢气”作一排列。
3.2 技术指标：
氮气产量：800 Nm3/h 出厂电压 660v／1140
氮气纯度≥97-99.5% （O2≤3%）
氮气出口压力：≥0.8MPa（可调）
轨距： 660／900／760
冷却水：见2.2.10
煤矿用螺杆式移动空气压缩机2台，SM5132，出厂电压，功率132： 见说明书；
制氮装置组成：
制氮装置主要由煤矿用螺杆式移动空气压缩机组，压缩空气预处理系段和膜分离段几部分构成。这几部分采用分体结构，外壳全部为钢制材料，分别装在平板车上，几部分由不锈钢软管联接
