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膜法富氧新风系统技术原理

发布时间:2017-06-23     浏览:527

膜分离技术是利用渗透的原理,即分子通过膜向化学势降低的方向运动,首先运动至膜的外表面层上,并溶解于膜中,然后在膜的内部扩散至膜的内表面层解吸,其推动力为膜两侧的该气体分压差,由于混合气体中不同组分的气体通过膜时的速度不同,从而达到气体分离\回收提纯气体的目的。

膜法富氧技术是气体膜分离技术中的一种,是20世纪70年代开发成功的新一代气体分离技术,其原理是在压力驱动下,借助空气中氧氮各组分在高分子膜分离层中的溶解扩散能力的差异,即渗透速率差来实现氧氮分离。

如上图所示,因膜分离器中的富氧膜材料是一种无孔复合气体分离膜材料,采用膜分离技术原理滤除空气中颗粒类污染物有别于采用筛分技术原理的传统空气过滤技术,在跨膜压差驱动下,空气中的氧气、氮气通过溶解、渗透、扩散而透过膜材料,而空气中含有的任何带有一定尺寸的颗粒物均被99.9%截留而不能透过膜材料,因此,采用膜分离技术的富氧新风系统可截留PM2.5、PM0.5、细菌等一切颗粒类污染物。而在祛除颗粒类污染物的同时,由于空气中氧气、氮气透过富氧膜时的渗透速率不同,在跨膜压差驱动下,使得空气中的氧气比氮气更快的透过富氧膜而富集,从而得到氧气含量高于20.9%的富氧空气:

a.膜法富氧系统是负压操作的膜分离系统;

b.外界空气经过风机进入膜分离器,并均匀分散到周围的膜表面上;

c.膜分离过程需以一定分离压力比作为分离动力进行气体分离,通常,膜法富氧系统为了获得经济的分离性能,以低压力比(压力比为1.3,即抽真空至-20KPa左右可获得23%纯度的富氧;压力比为2,即抽真空至-50KPa左右可获得27纯度的富氧)操作直接获得低纯度富氧新风,能源消耗低!

d.在膜分离器中,渗透率高的气体如O2、HO等在真空吸引下较快地透过膜壁,在膜的渗透侧富集,进入集气管收集为富氧气体,其富氧浓度在20.9—30%范围内调节,以真空泵抽取送出,压力0~3KPa,满足一般管道输送要求的风压,经管线送入待防护的人居环境空间;

e.而渗透率小的气体如N2, 其渗透时间长,与原料空气中本身存在的PM2.5、PM0.5、细菌等一切颗粒类污染物均保留在膜的滞留侧排入大气。

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