膜分离氮气发生器是一种利用膜分离技术从空气中制取高纯度氮气的设备，具有高效、便捷、环保等优点，在多个领域有广泛应用。其工作原理基于不同气体在膜中的渗透速率差异。空气经压缩机压缩、过滤净化后，进入高分子膜过滤器。由于氧、氮等气体在膜材料中的溶解度和扩散系数不同，导致它们在膜中的相对渗透速率不同。氧分子因动力学直径小、扩散系数高，渗透速率快；氮分子则因动力学直径大、扩散系数低，渗透速率慢。通过精确控制膜两侧压力差，可实现氧和氮的有效分离，从而获得高纯度氮气。

　　膜分离氮气发生器的核心结构：

　　1、膜分离组件

　　中空纤维膜束：

　　由数万根微小的中空纤维膜管组成，是设备的核心分离单元。

　　每根纤维膜管壁密布纳米级孔径，允许氧气、水蒸气等小分子透过，而氮气因分子较大被阻挡，从而在管内富集。

　　材料：通常为聚酰亚胺（PI）、聚砜（PS）等高分子材料，耐化学腐蚀且选择性高。

　　膜组件排列：

　　纤维束集成于压力容器中，压缩空气从一端进入纤维管外侧（壳程），氮气从纤维管内侧（管程）输出。

　　2、进气系统

　　空气压缩机：提供气源（需外配或集成），将环境空气压缩至0.4~1.0 MPa。

　　预处理装置：

　　过滤器：去除空气中的颗粒物（如灰尘、油污）。

　　干燥器：通过吸附剂（如活性氧化铝）或冷凝除水，防止水分堵塞膜孔或影响分离效率。

　　缓冲罐：稳定气流压力，减少压缩机启停对膜的冲击。

　　3、控制系统

　　压力调节阀：控制进气压力，维持膜两侧压差（通常0.3~0.7 MPa）。

　　流量调节阀：根据需求调整氮气输出流量。

　　纯度监测模块：通过氧传感器实时检测氮气纯度，反馈调节尾气排放或回流比例。

　　PLC或单片机：自动化控制设备启停、参数调节及故障报警。

　　4、输出与排气系统

　　氮气出口：富集后的高纯度氮气经调压阀输出，连接储气罐或直接供用户使用。

　　尾气排放口：未通过膜的富氧空气（含少量氮气）排出，可接入工厂通风系统或作为低纯度用途。