PSA變壓吸附制氮原理:
碳分子篩可以同時(shí)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(wú)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(jìn)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(qū)分開來(lái)。氧分子直徑比氮分子小,因而擴(kuò)散速度比氮快數(shù)百倍,故碳分子篩吸附氧的速度也很快,吸附約1分鐘就達(dá)到90%以上;而此時(shí)氮的吸附量?jī)H有5%左右,所以此時(shí)吸附的大體上都是氧氣,而剩下的大體上都是氮?dú)?。這樣,如果將吸附時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)的話,就可以將氧和氮初步分離開來(lái),也就是說(shuō),吸附和解吸是靠壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)的,壓力升高時(shí)吸附,壓力下降時(shí)解吸。而區(qū)分氧和氮是靠?jī)烧弑晃降乃俣炔?,通過(guò)控制吸附時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的,將時(shí)間控制的很短,氧已充分吸附,而氮還未來(lái)得及吸附,就停止了吸附過(guò)程。因而變壓吸附制氮要有壓力的變化,也要將時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)。
深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法,已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料,經(jīng)過(guò)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(diǎn)不同(在1大氣壓下,前者的沸點(diǎn)為-183℃,后者的為-196℃),通過(guò)液空的精餾,使它們分離來(lái)獲得氮?dú)?。深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大,基建費(fèi)用較高,設(shè)備一次性投資較多,運(yùn)行成本較高,產(chǎn)氣慢:12~24h,安裝要求高、周期較長(zhǎng)。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素,3500Nm3/h以下的設(shè)備,相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%~50%。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì)。
煤礦行業(yè)專用制氮機(jī)適用于煤炭開采中的防火滅火、瓦斯及煤氣稀釋等領(lǐng)域,具有地面固定式、地面移動(dòng)式、井下移動(dòng)式三種規(guī)格,充分滿足不同工況下的氮?dú)庑枨蟆?/p>
氮?dú)獬R?jiàn)的行業(yè)之一是食品和飲料生產(chǎn)。氮?dú)庥兄诒4姘b內(nèi)的食品并延長(zhǎng)其保質(zhì)期。這對(duì)于可能要儲(chǔ)存較長(zhǎng)時(shí)間的散裝食品,以及配料表中不包括防腐劑的食品來(lái)說(shuō),具有雙重重要性。