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(kāi)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)狻_@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(kāi)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)。
當(dāng)混合氣體在膜兩側(cè)壓力差的作用下,滲透速率相對(duì)快的氣體,如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過(guò)膜后,在膜的滲透?jìng)?cè)被富集,而滲透速率相對(duì)較慢的氣體,如甲烷、氮?dú)?、一氧化碳和氬氣等氣體則被滯留在膜的側(cè)被富集,從而達(dá)到混合氣體分離的目的。
膜空分制氮以空氣為原料,在一定壓力條件下,利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來(lái)使氧和氮分離。和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、體積更小、無(wú)切換閥門(mén)、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點(diǎn),它特別適宜于氮?dú)饧兌取?8%的中、小型氮?dú)庥脩?,有功能價(jià)格比。而氮?dú)饧兌仍?8%以上時(shí),它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價(jià)格要高出15%以上。
化工行業(yè)專用制氮機(jī)適用于石油化工、煤化工、鹽化工、天然氣化工、精細(xì)化工、新材料等及其衍伸化工產(chǎn)品加工行業(yè),氮?dú)庵饕糜诟采w、吹掃、置換、清洗、壓力輸送、化學(xué)反應(yīng)攪動(dòng)、化纖生產(chǎn)保護(hù)、充氮保護(hù)等領(lǐng)域。