变压吸附制氮装置均压的作用

① 变压吸附原理

吸附过程的基本原理表明，气体的吸附量受温度和压力的影响。在吸附平衡时，低温高压下吸附剂对气体的吸附能力较强，而高温低压则导致吸附量下降。因此，气体的分离方法通常采用变温吸附（通过温度变化）和变压吸附（通过压力变化）两种方式。

变温吸附，简称TSA，当压力保持不变时，通过在常温或低温下吸附，然后用高温解吸。然而，由于吸附剂的比热容大和热导率小，温度变化需要较长的时间，操作较为繁琐，因此它主要应用于吸附质含量较少的气体净化。

而变压吸附则是通过保持温度不变，通过加压吸附然后减压（或抽真空）解吸。吸附过程近似等温，即吸附和解吸过程中的温度变化不大。吸附等温线的斜率对吸附量有显著影响，直线型等温线的有效吸附量通常大于曲线型。吸附剂在加压时吸附气体，减压时释放，实现吸附剂的再生，无需额外热量，这就是它被称为无热再生吸附的原因。

在实际应用中，例如在PSA制氮装置中，空气经过冷干机去除水分后，进入由两台吸附塔组成的系统。碳分子筛作为吸附剂，利用其对O2、CO2等杂质的吸附选择性，实现氮气的富集。在降压过程中，吸附的氧气会解吸并排出，吸附剂得以再生。如此反复，两塔交替工作，实现了连续的空气分离，最终制得高纯度的氮气（99.99%）。

变压吸附（Pressure Swing Adsorption.简称PSA），是一种新型气体吸附分离技术，它有如下优点：⑴产品纯度高。⑵一般可在室温和不高的压力下工作，床层再生时不用加热，节能经济。⑶设备简单，操作、维护简便。⑷连续循环操作，可完全达到自动化。因此，当这种新技术问世后，就受到各国工业界的关注，竞相开发和研究，发展迅速，并日益成熟。

② 变压吸附式制氮机工作原理

变压吸附式制氮机的工作原理基于变压吸附效应，其核心组件是选用高质量的碳分子筛作为吸附剂。在工作过程中，气体首先通过压缩空气净化干燥环节，进入吸附器。在这里，氧气等杂质由于其在碳分子筛微孔中的扩散速率远大于氮气，因此在吸附尚未达到平衡时，氮气会被富集，形成高纯度的氮气产品。

吸附过程完成后，通过减小压力使吸附剂中的氧气等杂质脱附，实现吸附剂的再生。这种再生过程通常在两个相互交替工作的吸附塔中进行，一个塔负责吸附产生氮气，另一个塔则进行脱附和再生。系统的操作由PLC程序精确控制，确保两塔的交替工作流程，以连续产出高品质的氮气。

这种高效的制氮机制通过科学的吸附和再生循环，确保了氮气的连续生产，且在保证氮气纯度的同时，也实现了吸附剂的高效利用。

③ 制氮机的工作原理是什么

制氮机工作原理结构图如下：

制氮机采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。

分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力的升高而升高，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。

因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，故碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。

(3)变压吸附制氮装置均压的作用扩展阅读

深冷制氮不仅可以生产氮气而且可以生产液氮，满足需要液氮的工艺要求，并且可在液氮贮槽内贮存，当出现氮气间断负荷或空分设备小修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道满足工艺装置对氮气的需求。

深冷制氮的运转周期（指两次大加温之间的间隔期）一般为1年以上，因此，深冷制氮一般不考虑备用。而变压吸附制氮只能生产氮气，无备用手段，单套设备不能保证连续长周期运行。

膜空分制氮，空气经压缩机压缩过滤后进入高分子膜过滤器，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率不同。根据这一特性，可将各种气体分为“快气”和“慢气”。

当混合气体在膜两侧压力差的作用下，渗透速率相对快的气体，如水、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则被滞留在膜的侧被富集，从而达到混合气体分离的目的。

④ 变压吸附的原理

任何一种吸附对于同一被吸附气体（吸附质）来说，在吸附平衡情况下，温度越低，压力越高，吸附量越大。反之，温度越高，压力越低，则吸附量越小。因此，气体的吸附分离方法，通常采用变温吸附或变压吸附两种循环过程。 如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压（抽真空）或常压解吸的方法，称为变压吸附。可见，变压吸附是通过改变压力来吸附和解吸的。
变压吸附操作由于吸附剂的热导率较小，吸附热和解吸热所引起的吸附剂床层温度变化不大，故可将其看成等温过程，它的工况近似地沿着常温吸附等温线进行，在较高压力（P2）下吸附，在较低压力（P1）下解吸。变压吸附既然沿着吸附等温线进行，从静态吸附平衡来看，吸附等温线的斜率对它的是影响很大的，在温度不变的情况下，压力和吸附量之间的关系，如图示所示，图中PH表示吸附压力，PL表示解吸（减压后）压力，这时PH与PL所应的吸附量的差，实质上是有效吸附量，以Ve表示之。显然，直线型吸附等温线的有效吸附量比曲线型（Langmuir型）的要来得大。
吸附常常是在压力环境下进行的，变压吸附提出了加压和减压相结合的方法，它通常是由加压吸附、减压再组成的吸附一解吸系统。在等温的情况下，利用加压吸附和减压解吸组合成吸附操作循环过程。吸附剂对吸附质的吸附量随着压力的升高而增加，并随着压力的降低而减少，同时在减压（降至常压或抽真空）过程中，放出被吸附的气体，使吸附剂再生，外界不需要供给热量便可进行吸附剂的再生。因此，变压吸附既称等温吸附，又称无热再生吸附。 变压吸附,吸附,PSA
来自空气压缩机的压缩空气，首先进入冷干机脱除水分，然后进入由两台吸附塔组成的PSA制氮装置，利用塔中装填的专用碳分子筛吸附剂选择性地吸附掉O2、CO2等杂质气体组分，而作为产品气N2将以99%的纯度由塔顶排出。 在降压时，吸附剂吸附的氧气解吸出来，通过塔底逆放排出，经吹洗后，吸附剂得以再生。完成再生后的吸附剂经均压升压和产品升压后又可转入吸附。两塔交替使用，达到连续分离空气制氮的目的。
用碳分子筛制氮主要是基于氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同，在0.7-1.0Mpa压力下,即氧在碳分子筛表面的扩散速度大于氮的扩散速度，使碳分子筛优先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子筛本身具有加压时对氧的吸附容量增加，减压时对氧的吸附量减少的特性。利用这种特性采用变压吸附法进行氧、氮分离。从而得到99．99%的氮气。