小型液氮機設備的工作原理

小型液氮機設備利用一種叫做碳分子篩的吸附劑，挑選性吸附氮氣和氧氣，將氮氣從空氣中分離出來。碳分子篩分離氮氣和氧氣主要是基于氮氣和氧氣分子在分子篩表層的擴散速率不同。直徑越小的氧分子擴散越快，更多地進入分子篩的固相。直徑較大的氮氣分子擴散較慢，較少進入分子篩固相，使氮氣富集在氣相中。

一段時間后，分子篩吸附了一定程度的氧氣，碳分子篩吸附的氣體減壓釋放出來，分子篩再生。這是基于不同壓力下分子篩對吸附氣體的吸附能力不同的特色。小型液氮機設備通常采用兩臺并聯(lián)吸附器，交替進行壓力吸附和真空再生，運行周期約為2分鐘。

以空氣為原料，碳分子篩為吸附劑，小型液氮機設備利用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧氣和氮氣的挑選性吸附，將氮氣與氧氣分離，一般稱為PSA制氮。該方法是70年代迅速發(fā)展起來的制氮新技術。與傳統(tǒng)制氮方法相比，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產氣快(15 ~ 30分鐘)、能耗低、產品純度可根據(jù)用戶需要在較大范圍內調節(jié)、操作維護方便、運行費用低、裝置適應性強等特色。因此在1000Nm3/h以下的液氮機設備中頗具競爭力，越來越受到中小型制氮用戶的歡迎。

小型液氮機設備是一種傳統(tǒng)的制氮方法，已有幾十年的歷史。它以空氣為原料，經過壓縮、凈化，再通過熱交換液化成液態(tài)空氣。液態(tài)空氣主要是液氧和液氮的混合物。利用液氧和液氮的沸點不同(1個大氣壓下，液氧的沸點為-183℃，液氮的沸點為-196℃)，將液態(tài)空氣精餾分離得到氮氣。冷風分離制氮設備復雜，占地面積大，基建費用高，一次性投資大，運行費用高，產氣慢(12 ~ 24h)，安裝要求高，周期長。考慮到設備、安裝、基建等因素，3500Nm3/h以下設備同規(guī)格PSA裝置的投資規(guī)模比深冷空分裝置低20% ~ 50%。深度空分制氮裝置適合大規(guī)模工業(yè)制氮，中小規(guī)模制氮不經濟。