SMC NMG 膜式氮气发生器:只用压缩空气就地制氮怎么选

2026-11-10 作者 达斯奇自动化 0

UV 固化、注塑料斗防氧化、激光切割辅助气、小型包装机充氮……很多设备只需要每分钟几升到一百多升的氮气,却要为此长期更换氮气瓶、查看余量。SMC 的 NMG 系列膜式氮气发生器思路很简单:只接入干净的压缩空气,在用气点旁边直接得到富氮空气,制氮过程不需要电源。本文只整理 SMC 新品页、WEB 样本和 NMG 系列样本(CAT.ES30-29B)中已公开的内容,帮你判断它适不适合你的设备,以及选型时该看哪几张表。

先给结论

NMG 共 8 个型号:单膜组件 3 种(400 / 800 / 1300 型)、双膜组件 2 种、集装(Manifold)3 种。在额定条件(入口压力 0.7 MPa、入口空气和环境温度 25 °C)下,出口氮气浓度 99.9% 时,富氮空气流量从 6.0 L/min(ANR)到 108 L/min(ANR)。使用压力 0.3~1.0 MPa,耐压 1.5 MPa,环境及流体温度 −5~60 °C(不得结冰、结露)。如果你需要的是 99.9% 左右、流量在这个范围内、并且现场已有压缩空气,NMG 值得评估;但要记住两点:它消耗的压缩空气远多于产出的氮气,而且出口气体绝不能用于呼吸。

工作原理:中空纤维膜分离

根据 SMC 样本,膜组件由大量中空纤维组成。压缩空气流过纤维时,氧分子容易透过纤维壁,作为富氧的吹扫空气(Purge air)排出;氮气不易透过,留在纤维内,从出口得到富氮空气。吹扫空气排气口为 Rc1/2,拆下吹扫排气盖后可以接管引出(使用前请先阅读使用说明书)。

需要注意的是,SMC 所说的"氮气浓度"是指压缩空气中除氧以外所有成分的总浓度,其中包含氩气、二氧化碳、水蒸气等。如果你的工艺对这些成分有要求,要单独确认。

8 个型号一览(额定条件,浓度 99.9%)

结构 型号 类型 出口富氮空气流量 L/min(ANR) 重量
单膜组件 NMG50A-04N1 400 型 6.0 3.2 kg
单膜组件 NMG50A-08N1 800 型 20 6.4 kg
单膜组件 NMG50A-13N1 1300 型 36 10.7 kg
双膜组件 NMG50A-1308 1300 + 800 型 44 17.5 kg
双膜组件 NMG50A-13N2 1300 + 1300 型 56 21.5 kg
集装 NMG50B-08N2 800 型 ×2 40 16.3 kg
集装 NMG50B-13N2 1300 型 ×2 72 24.2 kg
集装 NMG50B-13N3 1300 型 ×3 108 35.4 kg

共同规格:流体为空气;入口压缩空气洁净度 ISO 8573-1:2010 [1:6:1];出口压缩空气洁净度 NMG50A-04N1 为 [1:3:1],其余型号为 [1:2:1](即新品页所说的"湿度 2 级")。1300 型、双膜组件和集装是新增型号。

选型关键:浓度、压力和流量三者联动

99.9% 只是一个工况点。同一台 NMG,入口压力越高、要求浓度越低,可得到的流量越大。下表摘自样本特性表(入口温度 25 °C、入口压力 0.7 MPa),以单膜组件为例:

型号 99.9% 时出口流量 99% 时 95% 时 99.9% 时入口空气流量(参考)
NMG50A-04N1 6.0 14.0 41.0 43
NMG50A-08N1 20 40 100 143
NMG50A-13N1 36 85 213 257

单位均为 L/min(ANR)。最后一列很关键:以 NMG50A-13N1 为例,要得到 36 L/min 的 99.9% 富氮空气,参考入口空气流量约 257 L/min。样本要求供气能力必须不小于"所需出口流量 + 吹扫空气流量",供气不足就达不到标称流量和浓度。所以选型前先确认空压机和管路还有多少余量。

温度也会影响性能。样本给出了温度修正系数:例如 99.9% 浓度下,入口温度 15 °C 时系数为 1.03,40 °C 时为 0.95;98% 浓度、20 °C 时为 0.95。实际流量 = 特性表流量 × 修正系数。

入口空气处理不能省

  • 样本推荐入口压缩空气达到 ISO 8573-1:2010 [1:6:1] 或更好,并按入口空气质量配置 AFF(主管路过滤器)、AMH(带预过滤的微雾分离器)、AMK(活性炭过滤器)等空气处理元件。固体异物或油进入会降低性能甚至损坏产品。
  • 入口空气不得带水滴;供气压力露点应低于环境温度,否则会在内部冷凝。环境温度低于 10 °C 时尤其要注意结冰和结露。
  • NMG50A 可与 30 尺寸的模块式空气处理元件直接连接,NMG50B 可与 40 尺寸连接,其他尺寸可用变径接头。入口空气流量超过 1500 L/min(ANR)时,需选 AC50 或更大尺寸的空气处理元件。产品出厂不组装,需要分别订购后自行组装。

气源处理的基础搭配可以参考我们的 SMC AF/AR/AL 气源处理选型文章;关于压缩空气除湿,可看 IDG50A-F03 高分子膜式空气干燥器介绍。

与氮气瓶、PSA 制氮相比

  • 对比氮气瓶:样本列出的好处是不需要换瓶、不需要查余量、不需要充装。
  • 对比 PSA(变压吸附):样本称 NMG 更省空间;不使用化学吸附剂,不需要定期维护吸附剂;PSA 需要电磁阀和控制装置,而 NMG 只需压缩空气,不需要电源。样本还提到不受压力容器法规约束,具体适用请以当地法规为准。
  • 局限:压缩空气消耗大;从供气开始到达到目标浓度需要时间,浓度越高越久,达到 99.9% 可能需要 30 分钟以上(参考值)。需要即开即用或超出 108 L/min 的场合,要另行评估。

SMC 列出的应用举例

UV 照射 / UV 打印机(抑制氧阻聚)、成型机料斗防氧化及抑制黑点、工艺腔室常压氮气置换、3D 打印、灌装机、分析设备、自动焊锡机、光纤激光切割辅助气、立式枕式包装机防氧化等。样本同时提醒:要按每台设备实际需要的浓度来选,不必一律按 99.9% 计算。

安全注意事项

  • 出口是富氮空气,不得用于呼吸,否则可能导致缺氧窒息;在通风良好的场所使用,使用中保持通风。
  • 吹扫空气是富氧空气,要远离火源和可燃物,防止起火或爆炸。
  • 产品较重(集装型最重 35.4 kg),样本建议两人以上搬运安装。

选型核对清单

核对项 需要确认的内容
需求浓度 设备真正需要的氮气浓度(90%~99.9%)
需求流量 峰值与平均 L/min(ANR),对照特性表选型号
入口压力 0.3~1.0 MPa 范围内,实际稳定压力是多少
供气余量 空压机能否提供"出口流量 + 吹扫流量"
空气质量 是否达到 [1:6:1],AFF/AMH/AMK 配置是否到位,露点是否低于环境温度
温度 入口温度,按修正系数换算流量
安装 流向(标准左进右出,R 为右进左出)、支架、吹扫排气是否接管引出、通风条件

咨询

把你的需求浓度、流量、现场供气压力和空气处理配置发给我们:电话 +86 159 2107 8430,邮箱 dustryshop@dustry.ltd,或查看 关于达斯奇。我们帮你整理需要向 SMC 确认的条件。也可先浏览 SMC 产品分类。

常见问题

NMG 需要接电吗?

制氮过程不需要电源,只需供给压缩空气。

99.9% 就是纯氮吗?

不是。SMC 的"氮气浓度"指除氧以外所有成分的总浓度,包括氩气、二氧化碳和水蒸气等。

为什么开机后浓度上不去?

达到目标浓度需要时间,99.9% 可能要 30 分钟以上(参考值)。另外要检查供气流量是否足够、入口压力和温度是否偏低。

可以只接普通过滤器吗?

样本推荐入口空气达到 ISO 8573-1:2010 [1:6:1] 或更好,并根据实际空气质量配置 AFF、AMH、AMK 等。油和固体颗粒会降低性能或损坏产品。

吹扫气可以直接排在设备里吗?

吹扫气是富氧空气,应远离火源和可燃物,并保持通风;必要时拆下吹扫排气盖,从 Rc1/2 口接管引出。

资料来源:SMC 新品页:膜式氮气发生器 NMG 系列;SMC WEB 样本 NMG;SMC NMG 系列样本 CAT.ES30-29B(英文 PDF);SMC 欧洲膜式氮气发生器页面。