變壓吸附空氣分離制氮原理

空氣中的主要組份是氮和氧，因此可選擇對氮和氧具有不同吸附選擇性的吸附劑，設計適當的工藝過程，使氮和氧分離制得氮氣。

氮和氧都具有四極矩，但氮的四極矩（0.31?）比氧的（0.10 ?）大得多，而在一定壓力下，氧氣在碳分子篩中被吸附的能力比氮氣強得多（氧與分子篩表面離子的作用力強，如圖1所示）。因此，當空氣在加壓狀態下通過裝有碳分子篩吸附劑的吸附床時，氧氣被分子篩吸附，氮氣因吸附較少，在氣相中得到富集并流出吸附床，使氧氣和氮氣分離獲得氧氣。當分子篩吸附氧氣至接近飽和時，停止通空氣并降低吸附床的壓力，分子篩吸附的氧氣可以解吸出來，分子篩得到再生并重復利用。兩個以上的吸附床輪流切換工作，便可連續生產出氮氣。如下圖所示，A為氧氣，B為氮氣。

制氮系統工藝流程介紹 

空壓機系統：首先原料空氣經壓縮機壓縮至≥0.8-1.0Mpa，排氣溫度≤45℃，排氣含油量≤3PPm，排氣含塵量≤3μm。

空氣緩沖系統：壓縮空氣首先進入空氣緩沖罐，初次降溫排水，輸出壓力。壓縮空氣凈化系統：壓縮空氣從空氣緩沖罐出來后，先經過除油器、冷凍式干燥機、吸附式干燥機，主管路過濾器、微油霧過濾器、粉塵過濾器、超微油霧過濾器等空氣凈化設備除去壓縮空氣中的油、水、塵，使壓縮空氣壓力露點達到2-10℃，油含量≤0.003PPm、溫度≤38℃、含塵濾徑≤0.01um。經凈化的壓縮空氣進入空氣工藝罐。

PSA制氮及過濾系統：從空氣工藝罐出來的潔凈壓縮空氣，進入二個填裝吸附劑（復合床結構）的變壓吸附分離系統，潔凈的壓縮空氣由吸附塔底端進入，氣流經特殊的空氣擴散器擴散以后，均勻進入吸附塔，進行氧氮吸附分離，然后從出口端流出氮氣，進入氮氣緩沖罐，經氮氣過濾器的再次過濾后，產氮過程結束后，再經均壓和減壓（至常壓），吸附劑脫附所吸附的雜質組分（主要為O2及少量CO2、H2O），完成吸附劑的再生。二個吸附塔交替循環操作，連續送入原料空氣，連續生產指標滿足生產需要的氮氣。

制氮設備標配功能：

1.氮氣純度、流量、壓力在線監測

2.程控閥門切換由可編程序控制器自動控制

3.不合格氮氣長時報警自動停機功能

4.分子篩自動壓緊、下沉報警關機保護

5.過濾器自動排污

6.不合格氮氣聲光報警并自動放空

7.觸摸屏人機界面

8.預留支持RS485通訊接口 

設備技術特點：

經過20多年的技術積累與市場應用，堅持研發與創新，始終保持技術好，致力為用戶提供氣體解決方案。

? 系統運行環境為低壓或常壓，安全、便捷；

? 設備結構簡單，維護簡便，運行成本低；

? PLC控制，全自動無人操作。

? 設備一次性可產出氮氣純度99.999%，氮氣純度可以隨流量的變化進行調節；

? 偉士昕研發團隊對吸附劑均進行了嚴格測試，可能提高吸附劑的利用效率，設備耗氣量僅為行業平均水平的70%；

? 全面、嚴格的吸附劑保護技術，不斷優化系統流程；

? 先進的控制系統，PC級操作，實現系統設備全自動化、流程監控、遠程就地切換、壓力啟停控制、儀表與傳感器校準、節能負荷適應等多項實用功能。

? 系統設計合理，結構緊湊，占地面積小；

? 設備啟動快，在開機30分鐘后即可供氣。