變壓吸附制氮機原理 膜分離制氮機原理

　　變壓吸附制氮機原理

　　變壓吸附(PSA)系統(tǒng)采用吸附工作原理，而膜系統(tǒng)則是在選擇性滲透的基礎(chǔ)上進行氣體分離。

　　變壓吸附。在變壓吸附過程中，壓縮空氣首先經(jīng)過一組過濾器，以去除夾帶的油和水。然后，經(jīng)過純化的空氣進入兩個配有碳分子篩(CMS)的吸附容器之一。其余雜質(zhì)，如二氧化碳和殘留水分，由位于吸附床入口處的碳分子篩進行吸附。在高壓力下，碳分子篩選擇性地吸附氧氣，使通過的氮氣達到所需要的純度等級。在這個過程中，一個容器生產(chǎn)氮氣，另一個容器在壓力作用下去除吸附的氧氣，并排放到大氣中。通過兩個吸附床之間的吸附和解吸附循環(huán)，持續(xù)產(chǎn)生氮氣。

　　選擇氮氣供應(yīng)方案時應(yīng)考慮兩個重要因素：需要的氮氣純度和氮氣流速。通過調(diào)整空氣壓縮機和含有碳分子篩的吸附容器尺寸，可以實現(xiàn)各種流量和純度組合。變壓吸附工藝可以經(jīng)濟有效地生產(chǎn)流速從小于5,000scfh到大于60,000scfh不等，純度范圍為95%-99.9995%的氮氣。

　　膜分離制氮機原理

　　膜系統(tǒng)采用選擇性氣體滲透工作原理。典型的膜分離工藝(圖2)使用多組分離膜，每個分離膜包括數(shù)千個中空纖維。每個經(jīng)過纖維膜的分子具有特定的滲透率，此滲透率則來自于分子在中空纖維膜的溶入、擴散和溶出能力。滲透率取決于氣體在纖維膜中的溶解度和擴散率。壓縮氣體經(jīng)過纖維膜時，氧氣、水蒸氣和二氧化碳被選擇性地去除，從而形成富氮氣流。

　　膜系統(tǒng)生產(chǎn)的氮氣的純度通常為95-99.5%，某些情況下，還可以生產(chǎn)純度高于99.9%的氮氣。產(chǎn)品純度取決于進氣純度、可用分壓差和目標回收水平。