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变压吸附制氮实验报告

变压吸附制氮机的原理分析

变压吸附制氮机的原理分析

川汇气体

变压吸附制氮机名词解释及工作原理分析

变压吸附（PSA）制氮技术，具有能耗低、低噪音、无污染、操

作简便、性能稳定等优点。可满足各种用气需要，在冶炼、金属

加工、石化工业、电子工业、食品行业、仓储运输、等众多领域

得到广泛使用。

变压吸附制氮机是以空气为原料，利用分子筛吸附剂对空气中

氮、氧不同的吸附性能，在常温下变压吸附(简称PSA)制取氮气。

主要结构由空气净化系统，自动控制系统，制氮系统、氮气储罐

等部分构成。

碳分子筛是由碳组成的多孔物质，孔结构模型为无序堆积碳素

结构。它分离空气的能力，取决于空气中各种气体在碳分子筛微

孔中的不同扩散速度或不同的吸附力。由于氧分子通过碳分子筛

微孔系统的狭窄空隙的扩散速度比氮分子快得多。因此，当加压

时它对氧优先吸附，而氮则被富集成高纯度气体。变压吸附制氮

机正是利用这一特性，采用加压吸附、减压解吸的方式实现氮氧

分离。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压

再生，从而获得连续的氮气流。PSA制氮机工艺流程

压缩后的空气经空气贮存缓冲罐进入活性碳过滤器，除去油和

水，然后经过冷干机干燥冷却卸压再经过T级和A级精密过滤后

进入两个吸附塔。

PSA制氮工艺流程是采用在常温下变压吸附（即PSA）为无热源

的吸附分离过程，碳分子筛对吸附组合（主要是氧分子）的吸附

容量因其分压升高而增加，因其分压的下降而减少。这样，碳分

子筛在加压时吸附，减压时解吸，放出被吸附的部分，使碳分子

再生，形成循环操作。

变压吸附过程，循环操作包括：吸附、均压、降压、释放、冲洗，

然后再充压、吸附几个工作阶段，形成循环操作过程。

PSA制氮装置根据流程的再生压力不同，可分为真空再生和常压

再生流程。在两种流程中，原料空气经无油空压机压缩调压后，

进入除油系统和冷却器，再经干燥进入碳分子筛吸附塔，吸附塔

的上部排出产品氮气，被吸附的氧气直接排放到大气中，实现碳

分子筛的再生。

篇二：PSA变压吸附制氮原理

制氮机制氮机，是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧

和氮分离而获得氮气的设备。根据分类方法的不同，即深冷空分

法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以

分为三种。

制氮机是按变压吸附技术设计、制造的氮气设备。制氮机以优

质进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）

分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联，由进口PLC

控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成

氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。

中文名制氮机

含义制取氮气的机械组合

工作原理利用碳分子筛的吸附特性

主要分类深冷空分，膜空分，碳分子筛空分、

1工作原理

1.

2.

3.?PSA变压吸附制氮原理?深冷空分制氮原理?膜空分制氮

原理

2主要分类

1.

2.

3.?深冷空分制氮?分子筛空分制氮?膜空分制氮

3设备特点

4系统用途

5技术参数

工作原理

PSA变压吸附制氮原理

碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力

的升高而升高，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的

差异。因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果

进一步考虑吸附速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分

开来。氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，故

碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；

而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧

气，而剩下的大体上都是氮气。这样，如果将吸附时间控制在1

分钟以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，也就是说，吸附

和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸。

而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实

现的，将时间控制的很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，

就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将

时间控制在1分钟以内。

深冷空分制氮原理

分子筛制氮机工艺流程图

深冷制氮不仅可以生产氮气而且可以生产液氮，满意需要液氮

的工艺要求，并且可在液氮贮槽内贮存，当出现氮气间断负荷或

空分设备小修时，贮槽内的液氮进入汽化器