空氣分離制氮機

不同供氣方式下的氮氣成本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。

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。

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(15~0分鐘)、能耗低，產品純度可在較大范圍內根據滿足用戶需求。

膜空分制氮是80年代國外迅速發展的又一種新型制氮技術。膜空分制氮的基本原理是以空氣為原料，在一定壓力條件下，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，它特別適宜于氮氣純度98％的中、小型氮氣用戶。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。

PSA設備與深冷技術比較

PSA設備主要由空壓機、壓縮空氣凈化裝置、氧氮分離系統組成，穩定性高；

操作極為方便，主要運行部件為管道式氣動閥，其密封件壽命可達150萬次以上；

而深冷設備組成為：空壓機、預冷機、純化器、膨脹機、精餾塔、液空過濾器、換熱器……設備組成相對復雜、故障點多，純化器中的電加熱器、固態繼電器需經常更換，其中的13X分子篩也需三年左右更換一次，膨脹機也容易發生燒瓦事故，因而穩定性不高；

PSA設備開機時間極短，并且可以隨開隨停。而深冷設備開機時間為16-48小時，甚至更長，一旦設備出現停機，重新開機相當麻煩。PSA設備組成簡單，因而占地極少，無須任何基礎，安裝調試極為方便，現場費用低；

而深冷設備占地極較多，現場基建工作量大，費用高，現場及基建費用 約占設備投資的20%，安裝調試時間長。