三种制氮机工作原理全解析:PSA、膜片与深冷空分技术对比
阅读:26发表时间:2024-09-04
制氮机是利用不同技术从空气中分离氮气并产生高纯度氮气的设备。根据工作原理的不同,制氮机主要分为三种类型:变压吸附(PSA)制氮机、膜片制氮机和深冷空分制氮机
。
1. 变压吸附(PSA)制氮机
这种制氮机使用碳分子筛作为吸附剂,利用空气中氧气和氮气在分子筛中的吸附速率不同来分离两种气体。在高压下,压缩空气通过装有碳分子筛的吸附塔,碳分子筛对氧气和少量二氧化碳、水蒸气等杂质进行吸附,而氮气则通过吸附塔进入储气罐。随后,在低压下,将吸附的氧气和其他杂质从碳分子筛中释放出来,排放至大气中。通过两个吸附塔交替工作,实现连续制氮。
2. 膜片制氮机
膜片制氮机使用一种特殊的半透膜,该膜能够根据不同气体的渗透速率来分离空气中的氮气和氧气。压缩空气通过膜片时,氧气、水蒸气和其他微量气体容易透过膜片纤维并排出,而氮气则留在膜片内并通过出口流出。这种技术简单效率高,产生的氮气流非常干燥,露点低至 -50°C (-58°F),适合于氮气流量相对较低且纯度不大于 99% 的应用。
3. 深冷空分制氮机
这也是工业中常见的一种制氮方法,原理和上面两种大相径庭,在低温下氧气和氮气会凝结成液体,之后可以利用液氧和液氮沸点的不同来分离得到氮气。这种方法需要的设备复杂,成本高,但优点是可以大量生产液氮。
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