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第6期 杜雄伟等：变压膜渗透空气分离制氨 ,619 而进入渗透侧，而且由于氧的渗透系数更大，这样残 长，膜两侧压差也越大，因此富氨气体平均纯度越 余气中的氧含量就会比氮含量降低的更多，导致富 高，从图5还可以看出氮气回收率随着加压时间的 氨气体纯度上升而氨气回收率下降].从图还可 延长而升高· 以看出，在本实验的压力范围内，富氨气体纯度只有 综上所述，在本实验研究范围内，当抽真空时间 81%左右 和排空时间一定时，随着加压时间的延长，富氮气体 2.2加压时间的影响 的产率、平均纯度以及氨气回收率均会上升，因此为 在进行加压实验时，抽真空时间和排空时间均 了得到一定流量和纯度的富氮气体必须选择合适的 为5s 加压时间， 图4给出了富氮气体的产率随不同加压时间的 2.3抽真空时间的影响 变化关系，从图中可以看出，富氨气体产率随着加 在进行抽真空实验时，加压时间和排空时间分 压时间的延长而逐渐增加，当加压时间为3s,抽真 别为3s和5s. 空时间和排空时间均为5s时，富氦气体产率为 图6给出了富氮气体的产率随不同的抽真空时 0.013Lm-2s-1(标准状态) 间的变化关系，从图中可以看出，富氮气体产率随 0.015 着抽真空时间的延长而逐渐降低，当抽真空时间为 60.014 抽真空时间：5s 3s和8s时，对应的富氮气体流量分别为 0.013 排空时间：5s 0.016Lm-2.s1和0.01Lm2s1(标准状态). 0.012 0.017 礼 0.011 0.016 加压时间3s 日 排空时间：5s 0.010 0.015 0.014 0.009 0.013 0.008 1.0 1.5 2.02.5 3.0 0.012 加压时间⅓ 0.011 图4加压时间对富氮气体产率的影响 0.010 0.009 Fig.4 Effect of pressurization time on the productivity of nitro- 6 genenriched gas 抽真空时间/s 图5给出的是不同加压时间对富氨气体在一个 图6抽真空时间对富氮气体产率的影响 周期内的平均纯度的影响以及对氨气回收率的影 Fig.6 Effect of evacuation time on the productivity of nitrogemen- 响，从图中可以看出：当加压时间相对较短时，富氨 riched gas 气体的平均纯度基本保持在84.5%左右；当加压时 图7给出了不同抽真空时间对富氨气体在一个 间超过2s后，随着加压时间的延长，富氨气体平均 周期内的平均纯度以及氨气回收率的影响，从图中 纯度逐渐上升，由于膜分离的效果在很大程度上取 可以看出，抽真空时间越长，富氮气体平均纯度越 决于膜两侧压差，压差越大，所得产品纯度也越高， 高，而氨气回收率越低，当抽真空时间为8s时，富 根据压力实验数据结果（将另文报道），加压时间越 加压时间：3s 抽真空时间：53 86.0 68 排空时间：5s 排空时间：58 一一平均纯度 70 ￥85.5 一平均纯度 66 8 一回收率 一回收率 85.0 845 62 著 83.5 60 56 6 83.0 1.0 1.52.02.53.0 抽真空时间/s 加压时间/s 图7抽真空时间对富氨气平均纯度和氮气回收率的影响 图5加压时间对富氨气体平均纯度和氨气回收率的影响 Fig.7 Effect of evacuation time on the average purity and recovery Fig.5 Effect of pressurization time on the average purity and re- of nitrogenenriched gas covery of nitrogenenriched gas而进入渗透侧而且由于氧的渗透系数更大这样残 余气中的氧含量就会比氮含量降低的更多导致富 氮气体纯度上升而氮气回收率下降［10］．从图还可 以看出在本实验的压力范围内富氮气体纯度只有 81％左右． 2∙2 加压时间的影响 在进行加压实验时抽真空时间和排空时间均 为5s． 图4给出了富氮气体的产率随不同加压时间的 变化关系．从图中可以看出富氮气体产率随着加 压时间的延长而逐渐增加．当加压时间为3s抽真 空时间和排空时间均为5s 时富氮气体产率为 0∙013L·m －2·s －1（标准状态）． 图4 加压时间对富氮气体产率的影响 Fig．4 Effect of pressurization time on the productivity of nitrogen-enriched gas 图5 加压时间对富氮气体平均纯度和氮气回收率的影响 Fig．5 Effect of pressurization time on the average purity and recovery of nitrogen-enriched gas 图5给出的是不同加压时间对富氮气体在一个 周期内的平均纯度的影响以及对氮气回收率的影 响．从图中可以看出：当加压时间相对较短时富氮 气体的平均纯度基本保持在84∙5％左右；当加压时 间超过2s 后随着加压时间的延长富氮气体平均 纯度逐渐上升．由于膜分离的效果在很大程度上取 决于膜两侧压差压差越大所得产品纯度也越高． 根据压力实验数据结果（将另文报道）加压时间越 长膜两侧压差也越大因此富氮气体平均纯度越 高．从图5还可以看出氮气回收率随着加压时间的 延长而升高． 综上所述在本实验研究范围内当抽真空时间 和排空时间一定时随着加压时间的延长富氮气体 的产率、平均纯度以及氮气回收率均会上升因此为 了得到一定流量和纯度的富氮气体必须选择合适的 加压时间． 2∙3 抽真空时间的影响 在进行抽真空实验时加压时间和排空时间分 别为3s 和5s． 图6给出了富氮气体的产率随不同的抽真空时 间的变化关系．从图中可以看出富氮气体产率随 着抽真空时间的延长而逐渐降低．当抽真空时间为 3s 和 8 s 时对 应 的 富 氮 气 体 流 量 分 别 为 0∙016L·m －2·s －1和0∙01L·m －2·s －1（标准状态）． 图6 抽真空时间对富氮气体产率的影响 Fig．6 Effect of evacuation time on the productivity of nitrogen-enriched gas 图7 抽真空时间对富氮气平均纯度和氮气回收率的影响 Fig．7 Effect of evacuation time on the average purity and recovery of nitrogen-enriched gas 图7给出了不同抽真空时间对富氮气体在一个 周期内的平均纯度以及氮气回收率的影响．从图中 可以看出抽真空时间越长富氮气体平均纯度越 高而氮气回收率越低．当抽真空时间为8s 时富 第6期 杜雄伟等： 变压膜渗透空气分离制氮 ·619·