空壓機製氮機介紹

空壓機製氮機是指製氮機采用空壓機為設備組成部分製取氮氣的設備。

製氮機，是指以空氣為原料，利用物理方法將其中的氧和氮分離而獲得氮氣的設備。市麵上常用的製氮方式有變壓吸附製氮、膜分離製氮、深冷製氮，這三種製氮方式均是以壓縮空氣為原料，采用物理方法製取氮氣的過程。

一、變壓吸附製氮機

變壓吸附製氮是以空氣為原料，用碳分子篩作吸附劑，利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性，運用變壓吸附原理(加壓吸附，減壓解吸並使分子篩再生)而在常溫下使氧和氮分離製取氮氣。變壓吸附製氮由於其便捷性而被廣泛使用。

變壓吸附製氮設備主要由壓縮空氣空氣淨化單元、壓縮空氣緩衝單元、氧氮分離單元、氮氣緩衝單元、控製單元組成。

現有技術中采用變壓吸附製備氮氣的設備包括控製係統、空氣緩衝罐、兩個吸附塔、均壓閥、反吹閥以及氮氣緩衝罐。壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的氮氣穿過吸附床，經過左吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣緩衝罐，這個過程稱之為左吸，持續時間為幾十秒。左吸過程結束後，左吸附塔與右吸附塔通過上、下均壓閥連通，使兩塔壓力達到均衡，這個過程稱之為均壓，持續時間為2~3秒。均壓結束後，壓縮空氣經過空氣進氣閥、右吸進氣閥進入右吸附塔，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，富集的氮氣經過右吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為右吸，持續時間為幾十秒。同時左吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過左排氣閥降壓釋放回大氣當中，此過程稱之為解吸。製氮機反之左塔吸附時右塔同時也在解吸。為使分子篩中降壓釋放出的氧氣完全排放到大氣中，氮氣通過一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔，把塔內的氧氣吹出吸附塔。這個過程稱之為反吹，它與解吸是同時進行的。右吸結束後，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環進行下去。

二、膜分離製氮機

通常一切氣體均可以滲透通過高分子膜，其過程是氣體分子首先被吸附並溶解於膜的高壓側表麵，然後借助於濃度梯度在膜中擴散，最後從膜的低壓側解析出來，其結果是小分子和極性較強的分子的通過速度較快，而大分子和極性較弱的分子的通過速度較慢，膜分離就是利用各種氣體在高分子膜上的滲透速率的不同，來進行氣體分離的，其分離推動力為氣體在膜兩側的分壓差，所以膜法氣體分離沒有相變、不需要再生，它具有設備簡單、操作及維護費用低等優點。

膜法空分製氮的優點

(1)能耗低：超細化的中空纖維膜具有極高的分離性能和很大的比表麵積，製氮的氮氣回收率極高，比其它空分技術製氮的能耗要少15～25%。

(2)可靠性高：中空纖維膜製氮係統不像其它空分設備，沒有移動的部件，靜態運行，隻需甚少保養，連續運行安全可靠。

(3)壽命長：使用壽命可達6-8年以上。

(4)技術可靠：有數千套設備在世界各地運行，使用效果良好。

(5)操作彈性大：若需增加氮氣產量，隻需增加膜分離器即可，這是其它技術所不可比擬的，此外、采用膜分離技術生產氮氣時，產品氣的濃度與產氣量是連續可調的。

(6)體積小、重量輕：由於膜分離係統結構緊湊，故不需基建投資，安裝費用低。

(7)露點低：膜分離過程可以將氧氣和水蒸氣同時分離出去，所以氮氣產品的露點低。

(8)瞬間啟動：開停車既方便又迅速，操作簡便。

(9)自動化程度高：產品氣的濃度和產量、溫度和壓力按要求均可以自動控製。

(10)對環境無要求：因無明火操作，可在惡劣工況、有爆炸氣氛下工作。

(11) 按客戶要求設計,以滿足客戶不同要求。

三、深冷製氮機

深冷空分製氮，即把壓縮空氣液化，通入分餾塔，然後利用氧氣、氮氣的沸點不同，分離出氮氣（純度基本固定在99.9995%）和富氧（35％的氧氣＋氮氣）。深冷分離是成熟的工藝，一般適合於 大型空分，且由於啟動時間在2個小時以上，啟動成本高，所以對用氣連續性要求很高。適合大型用氮，純度要求高，用氣連續波動少的用戶。深冷法可製得純度極高的氣體，即～99.999%以上的氮和 99.5%～99.9%的氧，但因其投資高，勞動強度大，開停車時間長，操作複雜，能耗高，一般適用於規模較大的裝置。

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