空壓機制氮機介紹

空壓制氮機是指制氮機采用空壓機為氣源，為制氮設備組成部分制取氮氣的設備。

制氮機，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。市面上常用的制氮方式有變壓吸附制氮、膜分離制氮、深冷制氮，這三種制氮方式均是以壓縮空氣為原料，采用物理方法制取氮氣的過程。

一、變壓吸附制氮機

變壓吸附制氮是以空氣為原料，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，減壓解吸并使分子篩再生)而在常溫下使氧和氮分離制取氮氣。變壓吸附制氮由于其便捷性而被廣泛使用。

變壓吸附制氮設備（空壓機制氮機）主要由壓縮空氣空氣凈化單元、壓縮空氣緩沖單元、氧氮分離單元、氮氣緩沖單元、控制單元組成。

現(xiàn)有技術(shù)中采用變壓吸附制備氮氣的設備包括控制系統(tǒng)、空氣緩沖罐、兩個吸附塔、均壓閥、反吹閥以及氮氣緩沖罐。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(jīng)過左吸出氣閥、氮氣產(chǎn)氣閥進入氮氣緩沖罐，這個過程稱之為左吸，持續(xù)時間為幾十秒。左吸過程結(jié)束后，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(xù)時間為2~3秒。均壓結(jié)束后，壓縮空氣經(jīng)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(jīng)過右吸出氣閥、氮氣產(chǎn)氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為右吸，持續(xù)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。制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(nèi)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(jié)束后，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環(huán)進行下去。

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二、膜分離制氮機

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并溶解于膜的高壓側(cè)表面，然后借助于濃度梯度在膜中擴散，最后從膜的低壓側(cè)解析出來，其結(jié)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(cè)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(yōu)點。

膜法空分制氮的優(yōu)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面積，制氮的氮氣回收率極高，比其它空分技術(shù)制氮的能耗要少15～25%。

(2)可靠性高：中空纖維膜制氮系統(tǒng)不像其它空分設備，沒有移動的部件，靜態(tài)運行，只需甚少保養(yǎng)，連續(xù)運行安全可靠。

(3)壽命長：使用壽命可達6-8年以上。

(4)技術(shù)可靠：有數(shù)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(chǎn)量，只需增加膜分離器即可，這是其它技術(shù)所不可比擬的，此外、采用膜分離技術(shù)生產(chǎn)氮氣時，產(chǎn)品氣的濃度與產(chǎn)氣量是連續(xù)可調(diào)的。

(6)體積小、重量輕：由于膜分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)品氣的濃度和產(chǎn)量、溫度和壓力按要求均可以自動控制。

(10)對環(huán)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、深冷制氮機

深冷空分制氮，即把壓縮空氣液化，通入分餾塔，然后利用氧氣、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，一般適合于 大型空分，且由于啟動時間在2個小時以上，啟動成本高，所以對用氣連續(xù)性要求很高。適合大型用氮，純度要求高，用氣連續(xù)波動少的用戶。深冷法可制得純度極高的氣體，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，操作復雜，能耗高，一般適用于規(guī)模較大的裝置。

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