變壓吸附制氮裝置設計

『壹』 請詳細介紹變壓吸附制氮機的工作原理，以及這種制氮設備的完整運行流程和適用場景及優缺點

變壓吸附制氮機主要利用碳分子篩（CMS）作為吸附劑。碳分子篩對氧氣和氮氣的吸附能力不同，在一定壓力下，碳分子篩對氧氣的吸附能力遠大於氮氣，因此氧氣被優先吸附，而氮氣則相對較少被吸附。通過周期性地改變壓力，可以使碳分子篩在高壓下吸附氧氣，在低壓下解吸氧氣，從而實現氮氣的分離和提純。
優點主要是運行成本低、操作簡單、氮純度可調、啟動快、環境友好。
缺點是投資成本高、氮產量有限、吸附劑壽命短等等。

『貳』 制氮機 工作原理

以空氣為原料，l利用物理的方法,將其中的氧和氮分離而獲得。
工業中有三種，即深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法。
A深冷空分制氮
深冷空分制氮是一種傳統的制氮方法，已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料，經過壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下，前者的沸點為-183℃，後者的為-196℃)，通過液空的精餾，使它們分離來獲得氮氣。深冷空分制氮設備復雜、佔地面積大，基建費用較高，設備一次性投資較多，運行成本較高，產氣慢(12～24h），安裝要求高、周期較長。綜合設備、安裝及基建諸因素，3500Nm3／h以下的設備，相同規格的PSA裝置的投資規模要比深冷空分裝置低20％～50％。深冷空分制氮裝置宜於大規模工業制氮，而中、小規模製氮就顯得不經濟。
B分子篩空分制氮
以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發展起來的一種新的制氮技術。與傳統制氮法相比，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產氣快(15～30分鍾)、能耗低，產品純度可在較大范圍內根據用戶需要進行調節，操作維護方便、運行成本較低、裝置適應性較強等特點，故在1000Nm3／h以下制氮設備中頗具競爭力，越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎，PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的首選方法。
C膜空分制氮
以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。和其它制氮設備相比它具有結構更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護量更少、產氣更快(≤3分鍾)、增容方便等優點，它特別適宜於氮氣純度≤98％的中、小型氮氣用戶，有最佳功能價格比。而氮氣純度在98%以上時，它與相同規格的PSA制氮機相比價格要高出15%以上

『叄』 空氣分離設備的變壓吸附制氮裝置工作原理

變壓吸附制氮（簡稱PSA制氮）是一種先進的氣體分離設備，以優質的碳分子篩（CMS）為吸回附劑，採用常溫答下變壓吸附原理（PSA）分離空氣製取高純度的氮氣。氧、氮兩種氣體在分子篩表面上的擴散速率不同，直徑較小的氣體分子（O2）擴散速率較快，較多的進入碳分子篩微孔，直徑較大的分子N2擴散速率較慢，進入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氮和氧的這種選擇吸附性差異，當壓縮空氣通過碳分子篩吸附塔時，氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，可使氧氮分離，在PSA條件下連續製取氮氣。