空壓機在PSA變壓吸附制氮機直接制取氮氣過程中的應用

變壓吸附（簡稱PSA）制氮機是一種安全、方便、節能的現場直接制取氮氣方法，其工作所需的原料是由空氣壓縮機提供，通常是由螺桿空壓機提供的壓縮空氣，一些企業會使用變頻空壓機。壓縮空氣中含氮氣79%，既是制氮機制氮的原料，也是制氮機實現制取高純氮氣99.999%的能耗來源。

制氮機是利用變壓吸附技術，其核心材料分子篩在通過壓縮空氣時吸氧制氮，在減壓放空時釋放吸附的氧氣，來實現重復制氮。

新型的PSA制氮機，采用國外技術，能一次性制取純度高達99.999%的高純氮氣，如果再配套高純氮氣終端純化器，可以制取純度高達99.9999%的6N氮氣以及7N氮氣。

一、原理流程

此過程中空壓機是必不可少的一個環節，空氣中含氮，空壓機將空氣壓縮，進入配套的儲氣罐，大部分油、液態水、灰塵附著于容器壁后流到罐底并定期從排污閥排出，一部分隨氣流進入到壓縮空氣凈化系統。

空氣凈化系統由冷干機及三支精度不同的過濾器及一支除油器組成，通過冷凍除濕以及過濾器由粗到精地將壓縮空氣中的液態水、油、及塵埃過濾干凈，使壓縮空氣壓力降到2～10℃，含油量降至0.001PPm，塵埃過濾到0.01μm，保證了進入PSA制氮機原料氣的潔凈。

凈化后的空氣經過兩路分別進入制氮機的兩個吸附塔，通過制氮機上氣動閥門的自動切換進行交替吸附與解吸，這個過程將空氣中的大部分氮與少部分氧進行分離，并將富氧空氣排空。氮氣在塔頂富集由管路輸送到后級氮氣儲罐，并經流量計后進入用氣點。

二、技術特點

1、原料空氣取自自然，只需要配套空氣壓縮機一臺，即可提供大量壓縮空氣。設備能耗低，運行成本費用少。

2、氮氣純度調整方便，氮氣純度只受氮氣排氣量的影響，普通制氮純度在95%－99.99%之間任意調節；高純度制氮機可在99%－99.999%之間任意調節。

3、設備自動化程度高，產氣快，可無人值守。啟動、關機只需按一下按鈕，開機10-15分鐘內即可產生氮氣。

4、設備工藝流程簡單，設備結構外形緊湊，占地面積小，設備裝置適應性強。

5、暴風雪法裝填分子篩，避免高壓氣流沖擊導致分子篩粉化現象，保證分子篩長時間使用。

6、數顯流量計帶壓力補償、高精度的工業過程監控二次儀表，具有瞬時流量及累積計算的功能。

7、分析儀在線檢測，高精度，免維護。

制氮機除了使用在以上行業以外，在煤礦、注塑、釬焊、輪胎充氮橡、橡膠硫化等眾多領域也得到廣泛使用。隨著科技的進步和社會的發展，氮氣裝置的使用領域也越來越廣泛，現場制氣（制氮機）以其投資省、使用成本低、使用方便等優點已經逐漸取代液氮蒸發、瓶裝氮氣等傳統供氮方式。而作為其制氮必不可少的搭檔之一，空壓機也伴隨著制氮機一起活躍在眾多領域。