非多孔质中空纤维膜样气除湿解决方案

——日本AGC工程 FORBLUE sunsep SWG系列分析样气专用膜式除湿干燥器技术深度解析

品牌：AGC工程株式会社，日本

产品系列：FORBLUE sunsep™ SWG系列（SWG-A01 / SWG-035 / SWG-100）

核心技术：氟树脂非多孔质中空纤维膜选择性除湿

图1 AGC FORBLUE sunsep SWG-A01系列小流量分析样气膜式除湿干燥器

一、产品概述

在气体分析领域，样气中的水蒸气是影响分析精度和仪器寿命的主要干扰因素。高湿样气进入分析仪后，会导致红外/紫外传感器信号漂移、色谱柱分离效率下降、检测器腐蚀损坏等问题。传统的冷凝式除湿器（电子制冷/半导体制冷）存在能耗高、体积大、维护频繁、可能造成水溶性目标气体损失等局限。

日本AGC工程（AGC Engineering）推出的FORBLUE sunsep™ SWG系列分析样气专用膜式除湿干燥器，采用氟树脂非多孔质中空纤维膜技术，利用膜内外水蒸气分压差驱动水分子选择性渗透，在不损失样气中目标分析成分的前提下实现高效除湿。产品无需外部能源、无运动部件、结构紧凑、维护极简，已成为CEMS烟气监测、气相色谱、红外/紫外气体分析等领域样气预处理的标杆解决方案。

二、工作原理与核心技术

2.1 非多孔质中空纤维膜除湿原理

SWG系列的核心是由氟化离子交换树脂制成的非多孔质中空纤维膜。其除湿机理基于溶解-扩散模型，分为四个关键步骤：

第一步，水分子溶解：湿润样气流经中空纤维膜内侧时，水分子因氟树脂的亲水性而溶解进入膜体。

第二步，选择性扩散：水分子在膜内外水蒸气分压差的驱动下，从膜内侧（高湿侧）扩散至膜外侧（低湿侧）。

第三步，反吹排出：膜外侧通入干燥的反吹气（purge gas），将渗透过来的水分子及时带走，维持膜内外持续的水蒸气分压差，加速除湿过程。

第四步，成分保留：由于膜为非多孔质结构，除水分子外的其他气体成分（CO、CO₂、SO₂、NOx、O₂、CH₄等）几乎无法透过，确保样气成分不发生变化。

图2 FORBLUE sunsep非多孔质膜（左）与多孔质膜（右）25,000倍截面SEM对比

2.2 非多孔质膜与多孔质膜对比

市场上的膜式干燥器主要分为非多孔质膜和多孔质膜两类，二者在除湿机理和性能上存在本质差异。FORBLUE sunsep采用非多孔质膜技术，通过溶解-扩散机理实现水分子选择性透过；而多孔质膜则依靠孔径筛分，小于孔径的分子均可通过。下表详细对比了两类膜的关键性能差异。

表1 非多孔质膜与多孔质膜性能对比

2.3 无需外部能源的被动除湿

SWG系列膜式干燥器的除湿驱动力仅来自膜内外的水蒸气分压差，无需电力、制冷或压缩空气等外部能源。反吹气可使用经干燥后的部分产品气（自循环反吹），或外部干燥气源。这一特性使SWG系列特别适用于防爆区域、野外监测站、便携式分析设备等能源受限场景，同时大幅降低了运行成本和碳排放。

三、三大子系列技术参数

SWG系列根据标准处理流量分为三大子系列，每个子系列提供多种长度规格和接头材质可选。三大子系列覆盖了从便携式分析（~2 L/min）到工业过程分析（~12 L/min）的全流量范围。

3.1 三大子系列核心参数对比

表2 SWG系列三大子系列核心参数对比

3.2 SWG-A01系列——小流量精密分析用

SWG-A01系列是SWG家族中流量最小、体积最轻的子系列，标准流量约2 L/min，专为便携式气体分析仪、小流量气相色谱、实验室分析仪器等场景设计。提供PP（聚丙烯）和PVDF（聚偏氟乙烯）两种接头材质，PVDF材质具有更优的耐腐蚀性和机械强度。长度规格从390 mm到3690 mm共6种，用户可根据除湿深度要求选择——膜长度越长，除湿路径越长，出口露点越低。

表3 SWG-A01系列型号规格

3.3 SWG-035系列——中流量分析用

SWG-035系列标准流量约4 L/min，适用于红外/紫外气体分析仪、中小流量CEMS烟气监测系统等场景。采用PP接头材质，供气接头为Rc1/4（NPT1/4）螺纹接口，反吹接头为Rc1/8（NPT1/8），便于工业现场管道连接。提供714 mm和1314 mm两种长度规格。

表4 SWG-035系列型号规格

3.4 SWG-100系列——大流量过程分析用

SWG-100系列是SWG家族中流量最大的子系列，标准流量约12 L/min，专为大流量CEMS烟气连续排放监测系统、工业过程分析系统等场景设计。提供PP（/PS后缀）和SUS316不锈钢（/SS后缀）两种接头材质，SUS316材质适用于高腐蚀性气体或要求更高机械强度的工业现场。提供414 mm、714 mm和1314 mm三种长度规格。

表5 SWG-100系列型号规格

四、使用条件与操作要点

4.1 使用条件范围

表6 SWG系列使用条件范围

4.2 反吹气系统设计

反吹气是维持膜除湿性能的关键。推荐的反吹方案包括：

自循环反吹（推荐）：将干燥器出口的部分干燥产品气经减压后引入反吹口，反吹气量通常为产品气量的10%–30%。此方案无需外部干燥气源，系统简洁。

外部干燥气反吹：使用仪表空气经干燥处理后作为反吹气，适用于产品气量不足或需要更高除湿深度的场景。

反吹压力控制：反吹气压力应控制在0 ~ 0.05 MPa（表压），压力过高可能导致膜纤维损伤。

4.3 安装与维护要点

安装方向：干燥器应垂直或水平安装，避免膜纤维因自重导致弯曲变形。

上游预处理：样气进入干燥器前应经过除尘（过滤精度≤1 μm）和除液处理，防止颗粒和液滴污染膜表面。

温度控制：确保入口样气温度与环境温度差不超过5 ℃，必要时在干燥器上游配置热交换器。

定期检查：每月检查接头密封性和反吹气流量，每半年检查膜外观有无变色或污染。

膜污染处理：若膜表面被油雾或颗粒物污染，可用洁净干燥空气反吹清洗；严重污染时需更换膜组件。

五、核心技术优势

5.1 不改变样气成分，分析数据准确可靠

非多孔质氟树脂膜仅允许水分子选择性透过，CO、CO₂、SO₂、NOx、O₂、CH₄、H₂S等目标分析气体成分几乎零损失。相比之下，冷凝式除湿器在降温除湿过程中，SO₂、NOx等水溶性气体会溶于冷凝水而损失，导致分析数据偏低。SWG系列从根本上解决了这一问题，确保分析数据的准确性和可比性。

5.2 零能耗被动除湿，节能环保

SWG系列仅依靠膜内外水蒸气分压差驱动除湿，无需电力、制冷压缩机或加热器，运行能耗为零。反吹气可采用产品气自循环，无需额外消耗干燥压缩空气。对于大规模CEMS系统和多通道分析站，零能耗特性可显著降低运行成本和碳排放。

5.3 氟树脂膜耐腐蚀性强，适配复杂工况

中空纤维膜采用氟化离子交换树脂制成，具有优异的耐化学腐蚀性，可处理含SO₂、NOx、HCl、H₂S、Cl₂等腐蚀性成分的样气。接头提供PP、PVDF和SUS316多种材质可选，全面覆盖从常规环境监测到强腐蚀工业过程分析的各类工况。

5.4 结构紧凑无运动部件，维护极简

SWG系列为纯静态膜组件，无任何运动部件、无制冷剂、无排水系统，结构紧凑、重量轻（最小型号仅40 g）。安装后几乎免维护，仅需定期检查反吹气流量和接头密封性，维护成本和停机时间远低于冷凝式除湿器。

5.5 全流量梯度覆盖，灵活选型

从~2 L/min的SWG-A01到~12 L/min的SWG-100，三大子系列覆盖了从便携式分析到工业过程分析的全流量范围。每个子系列提供多种长度规格，用户可根据目标出口露点和样气条件灵活选择，实现除湿性能和设备成本的最优匹配。

六、典型应用领域

图3 AGC FORBLUE sunsep全系列膜式干燥器产品家族（含SWG/SWB/SWC/SWF等系列）

表7 SWG系列典型应用领域

七、与冷凝式除湿器对比

在气体分析样气预处理领域，膜式除湿器与冷凝式除湿器是两种主流技术路线。冷凝式除湿器通过制冷降温使水蒸气冷凝成液态水排出，技术成熟、除湿深度可控，但存在能耗高、维护频繁、水溶性气体损失等固有缺陷。SWG系列膜式除湿器以非多孔质中空纤维膜为核心，在多个关键维度上具有显著优势。

表8 SWG膜式除湿器与冷凝式除湿器对比

八、总结

日本AGC工程FORBLUE sunsep™ SWG系列分析样气专用膜式除湿干燥器，以氟树脂非多孔质中空纤维膜为核心技术，通过水分子选择性渗透实现高效除湿，同时确保样气中目标分析成分几乎零损失。三大子系列（SWG-A01/~2 L/min、SWG-035/~4 L/min、SWG-100/~12 L/min）覆盖从便携式分析到工业过程分析的全流量范围，多种长度规格和接头材质（PP/PVDF/SUS316）可灵活适配不同工况。

SWG系列以零能耗被动除湿、无运动部件极简维护、氟树脂膜强耐腐蚀性、不改变样气成分四大核心优势，成为CEMS烟气监测、气相色谱、红外/紫外气体分析、便携式监测、腐蚀性气体分析等领域样气预处理的优选解决方案。相比传统冷凝式除湿器，SWG系列在分析数据准确性、运行成本、维护便利性和防爆适用性方面具有显著优势，是现代气体分析系统样气除湿的理想选择。