變壓吸附制氮裝置均壓的作用

① 變壓吸附原理

吸附過程的基本原理表明，氣體的吸附量受溫度和壓力的影響。在吸附平衡時，低溫高壓下吸附劑對氣體的吸附能力較強，而高溫低壓則導致吸附量下降。因此，氣體的分離方法通常採用變溫吸附（通過溫度變化）和變壓吸附（通過壓力變化）兩種方式。

變溫吸附，簡稱TSA，當壓力保持不變時，通過在常溫或低溫下吸附，然後用高溫解吸。然而，由於吸附劑的比熱容大和熱導率小，溫度變化需要較長的時間，操作較為繁瑣，因此它主要應用於吸附質含量較少的氣體凈化。

而變壓吸附則是通過保持溫度不變，通過加壓吸附然後減壓（或抽真空）解吸。吸附過程近似等溫，即吸附和解吸過程中的溫度變化不大。吸附等溫線的斜率對吸附量有顯著影響，直線型等溫線的有效吸附量通常大於曲線型。吸附劑在加壓時吸附氣體，減壓時釋放，實現吸附劑的再生，無需額外熱量，這就是它被稱為無熱再生吸附的原因。

在實際應用中，例如在PSA制氮裝置中，空氣經過冷干機去除水分後，進入由兩台吸附塔組成的系統。碳分子篩作為吸附劑，利用其對O2、CO2等雜質的吸附選擇性，實現氮氣的富集。在降壓過程中，吸附的氧氣會解吸並排出，吸附劑得以再生。如此反復，兩塔交替工作，實現了連續的空氣分離，最終製得高純度的氮氣（99.99%）。

變壓吸附（Pressure Swing Adsorption.簡稱PSA），是一種新型氣體吸附分離技術，它有如下優點：⑴產品純度高。⑵一般可在室溫和不高的壓力下工作，床層再生時不用加熱，節能經濟。⑶設備簡單，操作、維護簡便。⑷連續循環操作，可完全達到自動化。因此，當這種新技術問世後，就受到各國工業界的關注，競相開發和研究，發展迅速，並日益成熟。

② 變壓吸附式制氮機工作原理

變壓吸附式制氮機的工作原理基於變壓吸附效應，其核心組件是選用高質量的碳分子篩作為吸附劑。在工作過程中，氣體首先通過壓縮空氣凈化乾燥環節，進入吸附器。在這里，氧氣等雜質由於其在碳分子篩微孔中的擴散速率遠大於氮氣，因此在吸附尚未達到平衡時，氮氣會被富集，形成高純度的氮氣產品。

吸附過程完成後，通過減小壓力使吸附劑中的氧氣等雜質脫附，實現吸附劑的再生。這種再生過程通常在兩個相互交替工作的吸附塔中進行，一個塔負責吸附產生氮氣，另一個塔則進行脫附和再生。系統的操作由PLC程序精確控制，確保兩塔的交替工作流程，以連續產出高品質的氮氣。

這種高效的制氮機制通過科學的吸附和再生循環，確保了氮氣的連續生產，且在保證氮氣純度的同時，也實現了吸附劑的高效利用。

③ 制氮機的工作原理是什麼

制氮機工作原理結構圖如下：

制氮機採用常溫下變壓吸附原理（PSA）分離空氣製取高純度的氮氣。通常使用兩吸附塔並聯，由進口PLC控制進口氣動閥自動運行，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。

分子篩可以同時吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的升高而升高，而且在同一壓力下氧和氮的平衡吸附量無明顯的差異。

因而，僅憑壓力的變化很難完成氧和氮的有效分離。如果進一步考慮吸附速度的話，就能將氧和氮的吸附特性有效地區分開來。氧分子直徑比氮分子小，因而擴散速度比氮快數百倍，故碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約1分鍾就達到90%以上；而此時氮的吸附量僅有5%左右，所以此時吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮氣。

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深冷制氮不僅可以生產氮氣而且可以生產液氮，滿足需要液氮的工藝要求，並且可在液氮貯槽內貯存，當出現氮氣間斷負荷或空分設備小修時，貯槽內的液氮進入汽化器被加熱後，送入產品氮氣管道滿足工藝裝置對氮氣的需求。

深冷制氮的運轉周期（指兩次大加溫之間的間隔期）一般為1年以上，因此，深冷制氮一般不考慮備用。而變壓吸附制氮只能生產氮氣，無備用手段，單套設備不能保證連續長周期運行。

膜空分制氮，空氣經壓縮機壓縮過濾後進入高分子膜過濾器，由於各種氣體在膜中溶解度和擴散系數不同，導致不同氣體在膜中相對滲透速率不同。根據這一特性，可將各種氣體分為「快氣」和「慢氣」。

當混合氣體在膜兩側壓力差的作用下，滲透速率相對快的氣體，如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜後，在膜的滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳和氬氣等氣體則被滯留在膜的側被富集，從而達到混合氣體分離的目的。

④ 變壓吸附的原理

任何一種吸附對於同一被吸附氣體（吸附質）來說，在吸附平衡情況下，溫度越低，壓力越高，吸附量越大。反之，溫度越高，壓力越低，則吸附量越小。因此，氣體的吸附分離方法，通常採用變溫吸附或變壓吸附兩種循環過程。 如果溫度不變，在加壓的情況下吸附，用減壓（抽真空）或常壓解吸的方法，稱為變壓吸附。可見，變壓吸附是通過改變壓力來吸附和解吸的。
變壓吸附操作由於吸附劑的熱導率較小，吸附熱和解吸熱所引起的吸附劑床層溫度變化不大，故可將其看成等溫過程，它的工況近似地沿著常溫吸附等溫線進行，在較高壓力（P2）下吸附，在較低壓力（P1）下解吸。變壓吸附既然沿著吸附等溫線進行，從靜態吸附平衡來看，吸附等溫線的斜率對它的是影響很大的，在溫度不變的情況下，壓力和吸附量之間的關系，如圖示所示，圖中PH表示吸附壓力，PL表示解吸（減壓後）壓力，這時PH與PL所應的吸附量的差，實質上是有效吸附量，以Ve表示之。顯然，直線型吸附等溫線的有效吸附量比曲線型（Langmuir型）的要來得大。
吸附常常是在壓力環境下進行的，變壓吸附提出了加壓和減壓相結合的方法，它通常是由加壓吸附、減壓再組成的吸附一解吸系統。在等溫的情況下，利用加壓吸附和減壓解吸組合成吸附操作循環過程。吸附劑對吸附質的吸附量隨著壓力的升高而增加，並隨著壓力的降低而減少，同時在減壓（降至常壓或抽真空）過程中，放出被吸附的氣體，使吸附劑再生，外界不需要供給熱量便可進行吸附劑的再生。因此，變壓吸附既稱等溫吸附，又稱無熱再生吸附。 變壓吸附,吸附,PSA
來自空氣壓縮機的壓縮空氣，首先進入冷干機脫除水分，然後進入由兩台吸附塔組成的PSA制氮裝置，利用塔中裝填的專用碳分子篩吸附劑選擇性地吸附掉O2、CO2等雜質氣體組分，而作為產品氣N2將以99%的純度由塔頂排出。 在降壓時，吸附劑吸附的氧氣解吸出來，通過塔底逆放排出，經吹洗後，吸附劑得以再生。完成再生後的吸附劑經均壓升壓和產品升壓後又可轉入吸附。兩塔交替使用，達到連續分離空氣制氮的目的。
用碳分子篩制氮主要是基於氧和氮在碳分子篩中的擴散速率不同，在0.7-1.0Mpa壓力下,即氧在碳分子篩表面的擴散速度大於氮的擴散速度，使碳分子篩優先吸附氧，而氮大部分富集於不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時對氧的吸附容量增加，減壓時對氧的吸附量減少的特性。利用這種特性採用變壓吸附法進行氧、氮分離。從而得到99．99%的氮氣。