变压吸附&碳分子筛法制氮的原理

制氮机是一套能提取氮气的设备，它主要应用领域为：航空航天、核电核能、食品医药、石油化工、电子工业、材料工业、国防和科学实验等领域。 变压吸附（PSA）&碳分子筛法是常用的制氮方法，其原理是： 变压吸附是用于分离混合气体，提取某一气体组分的技术，是指在系统温度维持不变的情况下，通过升高或降低系统的压力来不断地改变吸附剂的吸附量从而达到组分分离的方法；主要体现在较高压力下进行吸附，在较低压力下(常压或真空)使吸附的组分解吸出来，从而得到得到气体产物。 实验室制氮过程中常使用分子筛作为变压吸附中的吸附剂，因此有的厂家称之为碳分子筛法。 （1）在采用碳分子筛为吸附剂时，碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大。在高压下，空气进入碳分子筛后，在短时间内，氧的吸附速度大大超过氮的吸附速度（碳分子筛对二氧化碳等也有吸附能力），从而将气体由空气变成富氮的组分。 （2）氮气流出后，通过降低压力，分子筛表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，从而吸附剂得以再生。 变压吸附方法制得的氮气的纯度在95.0%～99.9%之间，甚至可以得99.9995%以上纯度的氮气。一般而言，如果需要更高纯度的氮气则需增加氮气净化设备，并且在其他条件不变情况下（如输入气体量），氮气的纯度越高，氮气输出量则越小。

操作制氮机时需要了解的安全问题

在接触制氮机先要注意这些安全常识 氮气为无色、无味、无嗅的惰性气体。它本身对人体无甚危害，但空气中氮含量增高时，就减少了其间的氧含量，使人呼吸困难。若吸入纯氮气时，会因严峻缺氧而窒息以致逝世。 为了防止制氮机车间内空气中氮含量增多，不得将空分设备内分离出来的氮气排放于室内。制氮机在有很多氮气存在时，应戴氧呼吸器。 检修充氮设备、容器和管道时，需先用空气置换，分析氧含量合格后方允许作业。在检修时，应有人监护，对氮气阀门严加看管，以防误开阀门而发作人身事故。 制氮机如何判断是否在运转 1、右吸指示灯亮时，右吸附塔压力由均压时平衡压力逐步升至高，一起左吸附塔压力由均压时平衡压力逐步降为零。 2、左吸指示灯亮时，左吸附塔压力由均压时平衡压力逐渐升至高，制氮机一起右吸附塔压力由均压时平衡压力逐渐降为零。均压指示灯亮时，左右吸附塔压力降一升一降逐渐抵达两者平衡。 3、电源指示灯亮，左吸、均压、右吸指示灯循环发亮指示制氮机流程。 4、制氮机氮气出口压力指示为正常用气压力，运用时压力会有略微动摇，但改变不该过大。 5、力量计指示应基本安稳，动摇不该过大，流量计的示值不该大于制氮机设备的额定产气量。 6、制氮机测氧仪示值应不小于制氮设备的额定纯度，或许会有少量动摇，但不该动摇过大。 制氮机的组成和设备保护说明 运用制氮机，使制氮机首先作业；翻开进气阀门，检查进气压力，当压力到达0.6-0.8MPa时方可发动制氮机电源，并把操控方法（自动手动档）拧到自动方位，运用制氮机电源后，制氮设备投入运转，此时调查四块压力表： 块为进气压力表，第二块为氧气输出压力表，第三、四块反映两罐替换作业压力表。 氮气输入流量、压力别离有调节作业流量阀和调节作业压力阀。当氮气浓度到达99%以上时，供氮气阀自动翻开，作业压力排气阀会自动作业。 压力表P1指示不足0.5MPa时，仍然可以运用，但N2纯度达不到设定目标； 当压力低于0.4MPa时，制氮机操控面板上的毛病指示灯亮，设备仍运转，但N2纯度下降，当纯度低于目标时体系自动排空不合格气体： 禁止小于0.3MPa下运用设备。球阀ZQ经调试人员设定好回吹量以后，操作人员不得再动。 球阀V104经调试人员设定好流量以后，制氮机操作人员一般不用再调。在初度送气时，球阀V104应全部关闭，翻开V103再缓慢调整V104至所须流量； 调整V104的一起，应相应调整调压阀PB，制氮机使两者一起到达压力与流量要求，防止俄然翻开V103，使气流冲击损坏流量计。丈量气体流量通过调速阀TS调定，正常丈量时气体流量为300ml/min。