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制氮机系统原理

氧、氮两种气体分子在分子筛表面上的扩散速率不同，直径较小的气体分子(O2)扩散速率较快，较多的进入碳分子筛微孔，直径较大的气体分子(N2)扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少。利用碳分子筛对氮和氧的这种选择吸附性差异，导致短时间内氧在吸附相富集，氮在气体相富集，如此氧氮分离，在PSA条件下得到气相富集物氮气。

碳分子筛对氧和氮在不同压力下某一时间内吸附量的变化差异曲线:

一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程为再生。根据再生压力的不同，可分为真空再生和常压再生。常压再生利于分子筛的彻底再生，易于获得高纯度气体。

变压吸附制氮机(简称PSA制氮机)是按变压吸附技术设计、制造的氮气发生设备。通常使用两吸附塔并联，由全自动控制系统按特定可编程序严格控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。

碳分子筛(CMS)的动态吸附量和分离系数的性能优劣决定了制氮机的好坏。

氮气发生器的使用方法和注意事项

氮气发生器是一种***的气体分离技术，以进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。

氮气发生器的使用方法：

1） 接通电源，将氮气发生器出气口与质谱进气口用管路连接好，打开氮 气发生器显示屏上的开关（注意将氮气发生器后面的阀门打开）；

2） 注意观察氮气发生器出气口压力和氮气纯度，出气口压力一般在7bar 左右，氮气纯度要大于99%；

3） 质谱使用结束后，待Desolvation Temp降至60°C以下，再关掉API GAS

， ***后关氮气发生器。

氮气发生器使用注意事项：

1）使用前检查氮气发生器进风口是否有杂物堵塞，注意清理。

2）仪器活塞密封圈有一定的寿命，使用完毕后请及时关闭仪器。

3）仪器使用一段时间后，电解液会逐渐减少，当电解液接近下限时应及时补水，加液时不要超过上限。

4）氮气发生器切勿在未接空气源时空载运行，否则会造成整个仪器报废。

5）仪器如需搬运时，把储液桶中的电解液用吸液管吸干净，然后盖好上盖，以免在运输中残留的电解液外溢，将整个仪器腐蚀，造成无法修复的后果。

6）如仪器停机一个月或一个月以上时间，请把电解液抽出。

深冷空分制氮

深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性***较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3/h以下的设备，相同规格的PSA装置的***规模要比深冷空分装置低20%～50%。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。