工業(yè)氮?dú)馐枪I(yè)氣體的一種，氮?dú)獾膽?yīng)用也越來越廣泛。工業(yè)氮?dú)獾闹饕a(chǎn)方法有空分法、變壓吸附法、膜分離法和燃燒法等。那么哪種方法才是工業(yè)氮?dú)獾淖罴焉a(chǎn)方案呢？
產(chǎn)品純度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求：工業(yè)氮≥98.5%，純氮≥99.95%，下面是一些主要的制氮方法：
1、膜分離法
膜分離法制氮的基本原理是以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。
和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點，它特別適宜于氮?dú)饧兌取?8%的中、小型氮?dú)庥脩?，有最佳功能價格比。而氮?dú)饧兌仍?8%以上時，它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價格要高出15%以上。
2、深冷空分法
深冷空分法是一種傳統(tǒng)的制氮方法，已有近九十年的歷史。它是以空氣為原料，經(jīng)過壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液態(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(在1大氣壓下，液氧的沸點為-183℃，液氮的為-196℃)，通過液態(tài)空氣的精餾，使它們分離來獲得氮?dú)狻?/span>
深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多，運(yùn)行成本較高，產(chǎn)氣慢(12～24h)，安裝要求高、周期較長。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素，3500Nm3/h以下的設(shè)備，相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%～50%。因此深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮。
3、分子篩空分法（變壓吸附法）
分子篩空分法是以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA(Pressure
Swing
Adsorption)制氮。分子篩對氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在分子篩表面的擴(kuò)散速率不同，碳分子篩是一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小微孔組成，孔徑分布在0.3nm
~
1nm之間。較小直徑的氧氣擴(kuò)散較快，較多進(jìn)入分子篩固相，這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時間后，分子篩對氧的吸附達(dá)到平衡，根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附，這一過程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯(lián)，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續(xù)的氮?dú)饬鳌?/span>
與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣快(15～30分鐘)、能耗低，產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點，故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競爭力，越來越得到中、小型氮?dú)庥脩舻臍g迎，PSA制氮已成為中、小型氮?dú)庥脩舻氖走x方法。
空分法制取的氮?dú)饧兌雀?，但設(shè)備規(guī)模大，投資規(guī)模大。變壓吸附法制氮技術(shù)是采用5A碳分子篩對空氣中的組份進(jìn)行選擇性吸附，將氧、氮分離制取氮?dú)?，氮?dú)猱a(chǎn)品壓力高、能耗低。所以最佳的制氮方案還是要從多方面來考慮。
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