制氮機(jī)系統(tǒng)原理氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴(kuò)散速率不同,直徑較小的氣體分子(O2)擴(kuò)散速率較快,較多的進(jìn)入碳分子篩微孔,直徑較大的氣體分子(N2)擴(kuò)散速率較慢,進(jìn)入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氮和氧的這種選擇吸附性差異,導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)氧在吸附相富集,氮在氣體相富集,如此氧氮分離,在PSA條件下得到氣相富集物氮?dú)?/a>。
碳分子篩對氧和氮在不同壓力下某一時(shí)間內(nèi)吸附量的變化差異曲線:
一段時(shí)間后,分子篩對氧的吸附達(dá)到平衡,根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性,降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附,這一過程為再生。根據(jù)再生壓力的不同,可分為真空再生和常壓再生。常壓再生利于分子篩的徹底再生,易于獲得高純度氣體。
變壓吸附制氮機(jī)(簡稱PSA制氮機(jī))是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的氮?dú)獍l(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián),由全自動(dòng)控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴(yán)格控制時(shí)序,交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生,完成氮氧分離,獲得所需高純度的氮?dú)?/a>。
碳分子篩的動(dòng)態(tài)吸附量和分離系數(shù)的性能優(yōu)劣決定了制氮機(jī)的好壞。