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钙钛矿陶瓷中空纤维透氧膜具有比表面积大、透氧通量和透氧选择性高,且较容易组装成器件等优点,受到人们的高度关注,但由于陶瓷中空纤维膜固有的脆性以及缺乏适用于钙钛矿膜材料的高温密封材料,目前还很难制备出可实际应用的大型钙钛矿中空纤维膜组件。本论文研究了钙钛矿陶瓷中空纤维透氧膜组件的设计、制备及空分制氧行为,重点研究了钙钛矿陶瓷中空纤维膜高温密封材料及高温密封工艺,通过建立中空纤维膜组件空分制氧CFD模型研究组件的空分制氧行为规律。采用相转化烧结技术制备了BaCo0.85Bi0.05Zr0.1O3-δ（BCBZ）钙钛矿陶瓷中空纤维透氧膜,应用陶瓷胶复配BCBZ陶瓷粉制备合适的高温密封材料,结果表明,选用SX-8317AB陶瓷胶与BCBZ陶瓷粉按一定比例混合制成的密封剂可以对BCBZ陶瓷中空纤维膜进行很好的密封,同时,为防止密封剂与陶瓷膜的反应,在对陶瓷中空纤维膜密封表面涂覆银浆保护层,这样得到密封点可以耐受850°C高温,因而可以用于制备陶瓷中空纤维透氧膜组件。设计了一种基于一端封闭陶瓷中空纤维膜组件,该组件可用于高温和加压进料及真空集氧,建立了钙钛矿陶瓷中空纤维膜组件空分制氧CFD模型,并应用由7根La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-d（LSCF）中空纤维膜制备的中空纤维膜组件对CFD模型进行了验证,系统研究了温度和压力/真空度等操作条件对中空纤维透氧膜组件空分制氧性能的影响,结果表明采用高温进料、提高渗透侧真空度可显著提高制氧速率及氧气回收率,而提高进料侧压力对提高制氧速率有限。此外,通过CFD模型研究了进料方式对中空纤维膜组件内流速、压力及温度分布的影响,发现侧方进料有利于提高中空纤维膜组件的分离条件。研究结果可用于指导钙钛矿陶瓷中空纤维膜组件的设计及空分制氧应用。