变压吸附法（简称PSA）是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。


变压吸附法(Pressure Swing Adsorption，简称PSA)是一种新的气体分离技术，自60年代末70年代初在国外已经得到迅速的发展，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，它是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。

在制氮、制氧领域内使用较多的是碳分子筛和沸石分子筛。分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在分子筛表面的扩散速率不同，碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。碳分子筛具有很小微孔组成，孔径分布在0.3nm ~ 1nm之间。较小直径的气体（氧气）扩散较快，较多进入分子筛固相，这样气相中就可以得到氮的富集成分。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，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

它是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。碳分子筛对氮和氧的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，较小直径的气体（氧气）扩散较快，较多进入分子筛固相。这样气相中就可以得到氮的富集成分。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，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

制氮机简介变压吸附制氮机(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 [1]  。
设备特点(1)产氮气方便快捷：
先进的技术，独特的气流分布器，使气流分布更均匀，高效地利用碳分子筛，20分钟左右即可提供合格的氮气。
(2)使用方便：
设备结构紧凑、整体撬装，占地小无需基建投资，投资少，现场只需连接电源即可制取氮气。
(3)比其它供氮方式更经济：
PSA工艺是一种简便的制氮方法，以空气为原料，能耗仅为空压机所消耗的电能，具有运行成本低、能耗低、效率高等优点。
(4)机电一体化设计实现自动化运行：
进口PLC控制全自动运行，氮气流量压力纯度可调并连续显示，可实现无人值守。
(5)运用范围广：
金属热处理过程的保护气，化学工业生产用气及各类储罐、管道的充氮净化，橡胶、塑料制品的生产用气，食品行业排氧保鲜包装，饮料行业净化和覆盖气，医药行业充氮包装及容器的充氮排氧，电子行业电子元件及半导体生产过程的保护气等。纯度、流量、压力稳定可调，满足不同客户的需要。
技术指标：
流量：5-1000Nm/h
纯度：95%-99.9995%
露点：≤-40℃
压力：≤0.8Mpa可调
分类深冷空分制氮
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，设备一次性投资较多，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装置的投资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。
分子筛空分制氮
以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3/h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。
膜空分制氮
以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上。

制氮机各设备布置顺序按工艺流程连接布置。用户需要提前提出设备安装厂房尺寸图和空气进口、成品氮气出口位置，ACTFil会根据实际场地条件规划整套制氮机设备布置连接示意图。

制氮机系统设备一般没有场地基础要求，只要厂房内平整地坪就能满足安装条件。但对于较大规格的空压机、压缩空气干燥设备等，则按生产厂家要求实施。为了设备维修、清洁方便起见，在空压机、干燥设备、制氮机、氮气纯化装置安放位置做一个高于地面10cm的平整台面则为佳。
制氮机设备

各设备一般沿厂房墙面布置。空压机、冷干机应放在上风口或通风良好的地方，如果空压机后没有空气储罐，则空压机与冷干机之间的距离应尽可能大一些，二者之间的管路长度尽可能长一些，以利通过大气环境降低压缩空气温度。各设备间距离应至少大于1m，各设备与墙的距离应至少大于0.8m，设备的操作面应面向人员方便操作的方位，方便使用者对设备操作和维护、检修。

设备间的管路连接按设备就位后的实际情况而定，推荐管路连接由用户根据需要制作。所有管路最好采用硬连接方式（螺纹连接或焊接），由专业人员施工，避免发生泄漏现象。

3. 制氮机设备安装要求

设备安装由用户负责，ACTFil负责指导设备安装。

所有工艺设备就位后，设备间的管路根据现场实配。所有管路采用硬连接方式（螺纹连接或焊接），由专业人员施工，避免发生泄漏现象。成品氮气出口至用气点之间的管路使用铜管或不锈钢管为佳（最次采用新的镀锌管），采用焊接方式连接。

电源和冷却水引至设备现场，备好配电盘、冷却水供应设施。