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兩種或兩種以上的氣體混合通過高分子膜時，由于各種氣體在膜中的溶解度和擴散系數的差異，導致不同氣體在膜中相對滲透速率有所不同。根據這一特性，可將氣體分為“快氣”和“慢氣”。

當混合氣體在驅動力——膜兩側壓差的作用下，滲透速率相對較快的氣體和水、氧、二氧化碳等透過膜后在膜滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體如氮氣、、氣等則在滯留側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。

深冷制氮的工藝流程和設備簡介

1、深冷制氮的典型工藝流程：

整個流程由空氣壓縮及凈化、空氣分離、液氮汽化組成，見圖-1。

⑴ 空氣壓縮及凈化

空氣經空氣過濾器清除灰塵和機械雜質后進入空氣壓縮機，壓縮至所需壓力，然后送入空氣冷卻器，降低空氣溫度。再進入空氣干燥凈化器，除去空氣中的水份、二氧化碳、及其它碳氫化合物。

⑵ 空氣分離：

凈化后的空氣進入空分塔中的主換熱器，被返流氣體（產品氮氣、廢氣）冷卻至飽和溫度，送入精餾塔底部，在塔頂部得到氮氣，液空經節流后送入冷凝蒸發器蒸發，同時冷凝由精餾塔送來的部分氮氣，冷凝后的液氮一部分作為精餾塔的回流液，另一部分作為液氮產品出空分塔。

由冷凝蒸發器出來的廢氣經主換熱器復熱到約130K進膨脹機膨脹制冷為空分塔提供冷量，膨脹后的氣體一部分作為分子篩的再生和吹冷用，然后經排入大氣。

⑶ 液氮汽化

由空分塔出來的液氮進液氮貯槽貯存，當空分設備檢修時，貯槽內的液氮進入汽化器被加熱后，送入產品氮氣管道。

深冷制氮可制取純度≧99.999%的氮氣。

膜空分制氮原理：當混和氣體在膜兩邊壓差的功效下，滲透速度相對性快的氣體，似水、氡氣、氦氣、二氧化碳等通過膜后，在膜的滲透側被聚集，而滲透速度相對性比較慢的氣體，如氮氣等氣體則被停留在膜的側被聚集，進而做到混和氣體分離出來的目地。制氮機的制氫空分制氮原理不但能夠 造成氮氣，還能夠造成液氮，達到液氮生產加工的規定，能夠 存儲在液氮儲存罐中。當間斷性氮氣裝車或空氣分離機器設備被修補時，液氮存儲在儲存罐中。進到空調蒸發器后，將其加溫并送進商品氮氣管道，以達到加工工藝設備的氮氣要求。氮氣（N2）是一種沒有顏色、無氣味、無臭的可塑性氣體，相對密度為1.2508kg/m3，溶點為-209.86℃，熔點為-195.8℃，稍溶解水和酒精，物理性質不活躍性。