以壓縮空氣為原料，小型液氮機(jī)利用一種叫作碳分子篩的吸附劑對(duì)氮,、氧的選擇性吸附,，把空氣中的氮分離出來(lái)。碳分子篩對(duì)氮,、氧的分離作用主要是基于氮,、氧分子在分子篩表面的擴(kuò)散速率不同，較小直徑的氧分子擴(kuò)散較快,，較多地進(jìn)入分子篩固相,；較大直徑的氮分子擴(kuò)散較慢，較少進(jìn)入分子篩固相,，這樣,，氮在氣相中得到富集。
一段時(shí)間后,，分子篩對(duì)氧的吸附達(dá)到一定程度,，通過(guò)減壓，被碳分子篩吸附的氣體被釋放出來(lái),，分子篩也就完成了再生,。這是基于分子篩在不同壓力下對(duì)吸附氣體的吸附量不同的特點(diǎn),。變壓吸附制氮設(shè)備通常使用二個(gè)并聯(lián)的吸附器，交替進(jìn)行加壓吸附和減壓再生,，操作循環(huán)周期約2分鐘,。
以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑,，小型液氮機(jī)運(yùn)用變壓吸附原理,，利用碳分子篩對(duì)氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱(chēng)PSA制氮,。此法是七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù),。與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡(jiǎn)單,、自動(dòng)化程度高,、產(chǎn)氣快（15～30分鐘）、能耗低,，產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié),，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低,、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn),，故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越得到中,、小型氮?dú)庥脩舻臍g迎,，PSA制氮已成為中、小型氮?dú)庥脩舻姆椒ā?/div>
小型液氮機(jī)是一種傳統(tǒng)的制氮方法,，已有近幾十年的歷史,。它是以空氣為原料，經(jīng)過(guò)壓縮,、凈化,，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,，利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同（在1大氣壓下,，前者的沸點(diǎn)為-183℃，后者的為-196℃）,，通過(guò)液空的精餾,，使它們分離來(lái)獲得氮?dú)狻Ｉ罾淇辗种频O(shè)備復(fù)雜,、占地面積大,，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多,，運(yùn)行成本較高,，產(chǎn)氣慢（12～24h）,，安裝要求高、周期較長(zhǎng),。綜合設(shè)備,、安裝及基建諸因素，3500Nm3/h以下的設(shè)備,，相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%～50%,。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮，而中,、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì),。
以空氣為原料，在一定壓力條件下,，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來(lái)使氧和氮分離。和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單,、體積更小,、無(wú)切換閥門(mén)、維護(hù)量更少,、產(chǎn)氣更快（≤3分鐘）,、增容方便等優(yōu)點(diǎn)，小型液氮機(jī)特別適宜于氮?dú)饧兌?le;98%的中,、小型氮?dú)庥脩?，有功能價(jià)格比。而氮?dú)饧兌仍?8%以上時(shí),，它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價(jià)格要高出15%以上,。
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