工作原理

利用氣體對中空纖維膜的滲透系數不同，進行氣體分離。不同種類的氣體透過膜時，滲透速率有差異，把滲透系數大的氣體稱為“快氣”，滲透系數小的氣體稱為“慢氣”。當壓縮空氣從一端進入中空纖維管內時，氧氣(快氣)很快從管內透過管壁，而氮氣(慢氣)穿過中空纖維管，由另一端輸出，如圖4-8所示。中空纖維膜分離器是由耐壓的鋼殼和中空纖維管束組成的，其中中空纖維管壁即為起分離作用的膜，其結構如圖4-9所示。

碳分子篩制氮機是20世紀70年代末開發成功的，其基本原理是用表面積極大的碳分子篩將氧吸附并排出高濃度的氮。中空纖維膜分離制氮機是在80年代出現的，其核心部件是由上百萬根像頭發絲一樣細的中空纖維并列纏繞而成的膜組，表4-3是碳分子篩制氮機和中空纖維膜制氮機的優缺點對比。

工藝流程

圖4-10所示為中空纖維膜制氮機的工藝流程。其具體工作流程為:大氣或庫內氣體由空壓機壓縮后升壓，變為壓縮空氣被送入高效過濾器進行除水、除油、除雜質，以免中空纖維管堵塞影響分離效果;然后通過電加熱器加熱，以保證膜具有良好滲透系數和分離系數所要求的溫度，防止進入分離器的水分凝結影響分離效果，加熱溫度可以自動控制;由加熱器出來的壓縮空氣進入中空纖維膜分離器，可得到富氮氣體。富氮氣體經過冷卻降溫后，可返回氣調庫。

選型計算

中空纖維膜制氮機選型計算的主要技術指標見表4-4。