制氮機工作原理結構圖

隨著工業的迅速發展，氮氣在化工、電子、冶金、食品、機械等領域獲得了廣泛的應用，我國對氮氣的需求量每年以大于8%的速度增加。氮氣的化學性質不活潑，在平常的狀態下表現為很大的惰性，不易與其他物質發生化學反應。因此，氮氣在冶金工業、電子工業、化工工業中廣泛的用來作為保護氣和密封氣，一般保護氣的純度要求為99.99%，有的要求99.998%以上的高純氮。液氮是一個較方便的冷源，在食品工業、醫療事業以及畜牧業的精液貯藏等方面得到越來越普遍的應用。在化肥工業生產合成氨時，合成氨的原料氣—氫、氮混合氣若用純液氮洗滌精制，可使惰性氣體的含量極微小，一氧化硫和氧的含量不超過 20ppm。

深冷分離制氮工作原理

深冷空分制氮以空氣為原料，經過壓縮、凈化、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，通過精餾，使它們分離來獲得氮氣。空氣經過壓縮、冷卻、凈化后，再利用熱交換把空氣液化成為液空。根據液氧和液氮的沸點不同，通過對液空的精餾，氧在精餾塔底部富集，形成富氧液空，在精餾塔頂部得獲得氮氣。

深冷空分制氮設備復雜、占地面積大，基建費用高，設備一次性投資多，運行成本高，產氣慢，安裝要求高周期長。深冷空分制氮裝置宜于大規模工業制氮，在中、小規模制氮就顯得不經濟

深冷分離制氮工作原理結構圖

1-空氣壓縮機；2-預冷機組；3-分子篩吸附器；4-電加熱器；5-冷箱；6-透平膨脹機；7-主換熱器；8-精餾塔；9-冷凝蒸發器

 

PSA變壓吸附制氮工作原理

變壓吸附制氮機是以碳分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氮氣的自動化設備。碳分子篩是一種以煤為主要原料，經過研磨、氧化、成型、碳化并經過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色。

變壓吸附制氮工作原理結構圖

1-空氣壓縮機；2-過濾器；3—干燥機；4-過濾器；5-PSA吸附塔；6-過濾器；7-氮氣緩沖罐

膜分離制氮工作原理

膜分離制氮技術是以空氣為原料，根據空氣中的氮氣和氧氣在膜兩側壓差作用下，在膜中的溶解度和擴散系數不同，導致滲透率較快的水蒸氣、氧氣等一些氣體先透過膜，成為富氧氣體，而滲透率較慢的氮氣則滯留富集，成為干燥的富氮氣體，達到氧氮分離的目的。

膜分離制氮設備是利用一種高分子聚合纖維材料作為分離單元，當空氣在一定壓力下通過膜纖維管，由于空氣各組分在膜管中的溶解速度和擴散速度不同，易滲透的氧氣，氦氣，二氧化碳，水蒸汽等氣體組分則先滲透擴散過膜纖維毛細管，而滲透速度較慢的氮氣則滯留富集，成為產品氮氣輸出。

膜分離工作原理結構圖

1-空氣壓縮機；2-過濾器；3-干燥機；4-過濾器；5-電加熱器；6-膜組件