制氮機(jī)是目前市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的一種制氮設(shè)備，以空氣為原材料，通過(guò)技術(shù)手段把空氣中的氮?dú)夂脱鯕膺M(jìn)行分離，從而獲得氮?dú)狻Ｄ壳笆袌?chǎng)上制氮機(jī)的制單方式主要有：冷制氮機(jī)、變壓吸附制氮機(jī)和膜分離制氮機(jī)三種。用戶(hù)可以根據(jù)自己的實(shí)際需求來(lái)選擇制氮方式。
PSA制氮方式
PSA制氮機(jī)是以空氣為原材料，把空氣中的氮?dú)夂脱鯕膺M(jìn)行分離。其中分子篩主要的作用就是對(duì)空氣中的氧和氮進(jìn)行分離的，讓這兩種氣體在碳分子篩表面上的擴(kuò)散速率不同，直徑較小的氣體（氧氣）分子擴(kuò)散速率就比較快，所以就會(huì)有很多進(jìn)入分子篩微孔中。而直徑比較大的氣體分子（氮?dú)猓U(kuò)散速率就會(huì)比較慢，進(jìn)入到分子篩中的就比較少，這樣就可以收集到大量的氮?dú)夥肿印Ｋ裕梅肿雍Y對(duì)氧氣和氮?dú)庠谀骋粋€(gè)時(shí)間內(nèi)吸附量的差別這一特點(diǎn)，采用全自動(dòng)控制系統(tǒng)按特定程序來(lái)進(jìn)行加壓吸附，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮?dú)狻?/p>
PSA制氮機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如下：
深冷制氮方式
深冷制氮技術(shù)的核心在于以空氣為原材料，通過(guò)一系列復(fù)雜的處理過(guò)程獲取氮?dú)?。這個(gè)過(guò)程涉及空氣的壓縮、凈化以及通過(guò)熱交換實(shí)現(xiàn)其液化成為液態(tài)空氣。液態(tài)空氣中主要包含液態(tài)氧和液態(tài)氮，兩者的沸點(diǎn)在大氣壓下存在顯著差異：液態(tài)氧的沸點(diǎn)為-183℃，而液態(tài)氮的沸點(diǎn)為-196℃。利用這一性質(zhì)差異，通過(guò)精餾技術(shù)，可以有效地將液態(tài)氧和液態(tài)氮分離，從而得到所需的氮?dú)狻?/p>
然而，深冷制氮技術(shù)并非沒(méi)有局限性。設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，導(dǎo)致基建費(fèi)用高昂。設(shè)備的一次性投資較大，運(yùn)行成本也相對(duì)較高。該技術(shù)的產(chǎn)氣速度相對(duì)較慢，通常需要12到24小時(shí)，且安裝要求高，周期較長(zhǎng)。
考慮到上述因素，對(duì)于制氮規(guī)模在3500Nm3/h以下的情況，使用相同規(guī)格的PSA裝置相較于深冷裝置在投資規(guī)模上具有明顯優(yōu)勢(shì)，能夠節(jié)省20%到50%的投資成本。因此，深冷制氮裝置更適宜于大規(guī)模的工業(yè)制氮需求，而對(duì)于中、小規(guī)模的制氮需求，經(jīng)濟(jì)性則相對(duì)較差。
深冷制氮的結(jié)構(gòu)圖如下：
膜分離制氮方式
膜分離制氮技術(shù)是一種高效且靈活的氣體分離方法，它主要利用空氣作為原料，并在特定的壓力條件下進(jìn)行操作。工作原理基于不同性質(zhì)的氣體（如氧和氮）在膜材料中具有不同的滲透速率，從而實(shí)現(xiàn)氧和氮的有效分離。
相比于其他制氮設(shè)備，膜分離制氮技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)。它的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔，占地面積小，便于部署和使用。由于它不需要切換閥門(mén)，維護(hù)工作量也相應(yīng)減少，從而降低了運(yùn)行成本。產(chǎn)氣速度快，通常在3分鐘以?xún)?nèi)即可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，非常適合對(duì)氮?dú)庑枨罂焖夙憫?yīng)的場(chǎng)合。該技術(shù)還具備增容方便的優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際需要輕松調(diào)整產(chǎn)氣量。
膜分離制氮技術(shù)尤其適用于中、小型氮?dú)庥脩?hù)，特別是當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌纫蟛桓撸础?8%時(shí)。然而，當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌纫蟪^(guò)98%時(shí)，與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比，膜分離制氮技術(shù)的價(jià)格可能會(huì)高出15%以上。因此，在選擇制氮技術(shù)時(shí)，用戶(hù)需要根據(jù)自身的實(shí)際需求和經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行綜合考慮。
膜分離制氮的結(jié)構(gòu)圖如下：
