空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮過濾后進(jìn)入高分子膜過濾器,由于各種氣體在膜中溶解度和擴(kuò)散系數(shù)不同,導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率不同。根據(jù)這一特性,可將各種氣體分為“快氣”和“慢氣”。
深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法,已有近幾十年的歷史。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空。液空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,前者的沸點為-183℃,后者的為-196℃),通過液空的精餾,使它們分離來獲得氮氣。深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大,基建費用較高,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%。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì)。
分子篩空分制氮以空氣為原料,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制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術(shù)。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、小型氮氣用戶的歡迎,PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的方法。
對于很多企業(yè)來說,氮氣已經(jīng)深深地融入到工作日中。從食品加工到采礦等行業(yè)都經(jīng)常使用這種資源,其供應(yīng)對運(yùn)營的核心至關(guān)重要。不幸的是,傳統(tǒng)的氮氣獲取需要采購、交付、安裝和拆除高壓氣瓶。罐子的效率很低,如果交付晚了或供應(yīng)少了,就會造成生產(chǎn)的停頓。這個過程不僅比它需要的更昂貴,而且還創(chuàng)造了更多的工作場所傷害的機(jī)會。