變壓吸附（PSA）制氮淺析

工作原理
市場(chǎng)上目前的供氮方式主要有液氮、瓶裝氮、現場(chǎng)制氮。綜合三種供氮方式，現場(chǎng)制氮是目前經(jīng)濟、高效、節能的的一種供氮方式?，F場(chǎng)制氮適合于用氣量在1000 Nm3/h以下的用戶(hù)?，F場(chǎng)制氮的一種主要方式即是變壓吸附（Pressure Swing Adsorption，PSA）制氮機。PSA制氮的原理主要是基于碳分子篩（Carbon Molecular Sieving,，CMS）對氧和氮的吸附速率不同，碳分子篩優(yōu)先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。CMS是一種以煤為主要原料經(jīng)過(guò)特殊加工而成的，黑色表面充滿(mǎn)微孔的顆粒，是一種半性吸附劑（可再生使用）。它對氧和氮的分離作用主要基于這兩種氣體在碳分子篩表面上的擴散速率不同，O2動(dòng)力學(xué)直徑較小，氣體分子擴散較快，較多地進(jìn)入分子篩固相（微孔），N2動(dòng)力學(xué)直徑較大，氣體分子擴散較慢，進(jìn)入分子篩固相較少，這樣在氣相中就可得到氮的富集成份。因此利用CMS對O2和N2在某一時(shí)間內吸附量的差別這一特性，按特定的程序，結合加壓吸附、減壓脫附的快速循環(huán)過(guò)程（變壓吸附），完成氧-氮分離，從而在氣相中獲得高純度的N2。PSA制氮具有經(jīng)濟、高效、運行成本低、適應 性強、易于操作、安全方便等特點(diǎn)。由于CMS有的吸附容量，當吸附飽和時(shí)就需要再生，所以單吸附塔的吸附是間歇式的，為保證連續供氣，采用雙吸附塔并聯(lián)交替進(jìn)行吸附，一塔工作一塔再生，連續產(chǎn)生N2。