PSA氮氣發生器 配氣相色譜儀 食品包裝充氮

原理介紹

變壓吸附氣體分離技術是非低溫氣體分離技術的重要分支，是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結果。七十年代西德埃森礦業公司成功開發了碳分子篩，為PSA空分制氮工業化鋪平了道路。三十年來該技術發展很快，技術日趨成熟，在中小型制氮領域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。

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)而在常溫使氧和氮分離制取氮氣。

變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比，具有顯著的特點:吸附分離是在常溫下進行，工藝簡單，設備緊湊，占地面積小，開停方便，啟動迅速，產氣快(一般在30min左右)，能耗小，運行成本低，自動化程度高，操作維護方便，撬裝方便，無須專門基礎，產品氮純度可在范圍內調節，產氮量≤2000Nm/h。但到目前為止，除美國空氣用品公司用PSA制氮技術，無須后級純化能工業化生產純度≥99.999%的高純氮外(進口價格很高)，國內外同行一般用PSA制氮技術只能制取氮氣純度為99.9%的普氮(即O2≤0.1%)，個別企業可制取99.99%的純氮(O2≤0.01%)，純度更高從PSA制氮技術上是可能的，但制作成本太高，用戶也很難接受，所以用非低溫制氮技術制取高純氮還加后級純化裝置。

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三種制氮方法及其特點

現代工業用氮的制取方法都是以空氣為原料，將其中的氧和氮分離而獲得。目前主要有三種，即深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法。

1 深冷空分制氮

深冷空分制氮是一種傳統的制氮方法，已有近九十年的歷史。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℃，后者的為-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、占地面積大，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于大規模工業制氮，而中、小規模制氮就顯得不經濟。

2分子篩空分制氮

分子篩空分制氮是以空氣為原料，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(Pressure Swing Adsorption）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分鐘)、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、小型氮氣用戶的方法。

3膜空分制氮

膜空分制氮是八十年代國外迅速發展的又一種新型制氮技術，在國內推廣應用是近三四年的事。膜空分制氮的基本原理是以空氣為原料，在壓力條件下，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分鐘)、增容方便等優點，它適宜于氮氣純度≤98％的中、小型氮氣用戶，有佳功能價格比。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。由上可知，MnZn鐵氧體生產企業，采用什么供氣方式和何種供氣技術，根據企業情況進行技術經濟論證，選擇佳供氣方案。