变压吸附制氮机的优点及缺点

随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气—氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰性气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。

变压吸附技术利用吸附剂对气体的选择性吸附的特性进行工作。通常分变压吸氮设备和变压吸氧设备，变压吸附氮气设备是采用碳分子筛为吸附剂，而变压吸附制氧设备是以沸石分子筛吸附剂为核心，根据吸附剂在较高压力下选择吸附氮气，未被吸附的氧气在吸附塔顶部聚集，作为产品气输出。

变压吸附制氮的工艺流程和设备简介

1、工艺流程简介

空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，经严格的除油、除水、除尘净化处理，输出洁净的压缩空气，目的是确保吸附塔内分子筛的使用寿命。装有碳分子筛的吸附塔共有二个，一个塔工作时，另一个塔则减压脱附。洁净空气进入工作吸附塔，经过分子筛时氧、二氧化碳和水被其吸附，流至出口端的气体便是氮气及微量的氩和氧。另一塔（脱附塔）使已吸附的氧气、二氧化碳和水从分子筛微孔中脱离排至大气中。这样两塔轮流进行，完成氮氧分离，连续输出氮气。

2、主要设备简介：

该工艺中的空气过滤器和空气压缩机的简介同深冷制氮工艺。
⑴ 后冷却器：是用来降低进入空气干燥净化器前压缩空气的温度，使之析出油和水的设备。通常采用列管式、套管式、散热片式等结构的后冷却器。
⑵ 油水分离器：它的作用是分离压缩空气中所含的油分和水分，使压缩空气得到初步的净化。
⑶ 空气干燥净化器：压缩空气经后冷却器后仍含有一定的水分，其含量取决于空气的温度。压缩空气的干燥处理一般采用分子筛吸附法和冷冻干燥法。
⑷ 变压吸附制氮装置：采用的吸附剂通常为 5A 分子筛或碳分子筛，再生方式为无热再生，高压吸附、低压或常压解析。此为分离氮气的核心设备。
⑸ 氮气净化设备：包括除氧塔、吸附干燥器和水冷凝器。除氧塔是一个用钯作催化剂的催化反应器。吸附干燥器的吸附剂为分子筛，再生方式为有热再生（电加热）。

变压吸附制氮机的优点

1、变压吸附制氮流程简单，设备数量少，主要设备仅有空压机、空气干燥器、吸附制氮机和储气罐等。而深冷制氮流程复杂，设备数量多，主要设备有空压机、空冷器、空气净化干燥器、换热器、膨胀机和精流塔等。
2、可撬装，且启停方便，产气快。
3、变压吸附制氮设备数量较少，基建费用少，对厂房和设备基础的要求也不高。
4、变压吸附制氮本身较简单，运转机械数量少，近似常温常压下操作，维修保养工作量少，费用低。
5、PSA变压吸附制氮投资最低。

变压吸附制氮机的缺点

1、变压吸附制氮制取的氮气纯度一般在95%-99.9%范围内，如果需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。氮气纯度只受产品氮气负荷的影响，在其他条件不变情况下，氮气排出量越大，氮气的纯度就越低；反之则越高。因此，对于一套变压吸附制氮设备只要负荷允许其产品纯度可以在 90-99.9%之间任意调节。
2、变压吸附制氮只能生产氮气，无备用手段，单套设备难以保证工艺装置连续长周期运行。