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PSA制氮裝置工作原理

1.變壓吸附的原理

在吸附平衡情況下，任何一種吸附劑在吸附同一氣體時，氣體壓力越高，則吸附劑的吸量

越大。反之，壓力越低，則吸附量越小。如下圖所示：

如上所述，在空氣壓力升高時，碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當壓力降到常壓

時，碳分子篩對氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。

變壓吸附設備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統組成。當壓縮空氣（壓力一般

為0.8Mpa）從下至上通過A塔時，氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附，而氮氣則被通過并從塔頂流出。當A塔內分子篩吸附飽和時便切換到B塔進行上述吸附過程并同時對A塔分子篩進行再生。所謂再生，即將吸附塔內氣體排至大氣從而使壓力迅速降低至常壓，使分子篩吸附的氧氣、二氧化碳和水分從分子篩內釋放出來的。

液氮設備工作原理

液氮機是采用帶預冷的單壓縮機驅動的深冷混合工質節流制冷機實現氮氣液化（-180℃）的需

求。深冷混合工質節流制冷機是基于回熱式多元混合工質節流制冷循環，從環境溫度至目標制冷溫度，優選高中低沸點純質組元組成多元混合工質，實現各沸點組元有效制冷溫區的接力匹配，是一種可高效實現-40~-196℃溫區的制冷機。本產品優勢在于：可采用市場上成熟的商用壓縮機、換熱器等設備；液化效率高、可靠性高、無需維護、使用周期長。

2.系統工藝流程

首先原料壓縮空氣流量≥6.6Nm3/min,壓力為≥1.0Mpa,經高效除油器（三級過濾）除去大部分

油、水、塵埃后；進入風冷卻器降溫，再進入無熱再生干燥器除去壓縮空氣中的水分；接著進入粉塵精濾器；最后進入活性炭過濾器深度除油，過緩沖儲氣罐后進入二個填裝吸附劑的變壓吸附分離系統，即制氮機組。潔凈的壓縮空氣由吸附塔底端進入，氣流經空氣擴散器擴散以后，均勻進入吸附塔，進行氧氮吸附分離，然后從出口端流出氮氣，進入氮氣緩沖罐，這一產氮過程約1分鐘，之后經均壓和減壓（至常壓），脫除所吸附的雜質組分（主要為氧氣），完成吸附劑的再生。二個吸附塔交替循環操作，連續送入原料空氣，連續生產純度≥99.9%的氮氣，產量為75Nm3/h，氮氣輸出壓力為1.0Mpa（可調），氮氣露點為－40℃。成品氮氣一部分進入增壓系統；經過增壓機增壓到3.0Mpa進入氮氣儲氣罐進行氮氣存儲。另一部分氮氣進入液氮機，經過液氮機液氮，最終產出成品液氮，再經過真空管進入2個15L自增壓液氮罐中。