變壓吸附制氮裝置是以空氣為原料，以碳分子篩為吸附劑，利用變壓吸附原理，利用碳分子的篩對氧和氮的選擇性吸附分離氮和氧的方法，一般稱(chēng)為PSA除氮。該法是70年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。變壓吸附制氮裝置的種類(lèi)有什么?

　　工業(yè)上有低溫空氣分離法、空氣分離法(PSA)和膜空氣分離法三種。

　　低溫空分制氮

　　低溫空氣分離氮是傳統的制氮方法，已有近幾十年的歷史。以空氣為原料，通過(guò)壓縮、凈化、熱交換，使空氣液化成為液孔。液孔主要是液氧和液氮的混合物，液氧和液氮的沸點(diǎn)不同(在1大氣壓下，前者的沸點(diǎn)為-183，后者為-196)，通過(guò)油孔的精餾分離氮。低溫空分制氮設備復雜，占地面積大，基礎建設成本高，設備一次性投資大，運營(yíng)成本高，生產(chǎn)期慢(12~24h)，安裝要求高，周期長(cháng)。綜合設備、安裝和基礎設施要素、3500Nm3/h以下的設備對相同規格PSA設備的投資規模比低溫空分設備低20%至50%。低溫空分制氮廠(chǎng)適合大規模工業(yè)制氮，但中小型氮不經(jīng)濟。

　　分子篩空氣分離氮

　　與傳統氮氣制法相比，工藝簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，煤氣生產(chǎn)快(15~30分鐘)，能耗低，產(chǎn)品純度可在較大范圍內根據用戶(hù)需求進(jìn)行調整，操作維護方便，操作成本低，裝置適應性強，可以制造1000Nm3/h以下的氮氣。

　　膜空氣分離氮

　　以空氣為原料，在一定的壓力條件下，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體，在膜中具有不同的滲透率，分離氧和氮。與其他氮氣制造設備相比，具有結構更簡(jiǎn)單、體積小、無(wú)開(kāi)關(guān)閥、維護量小、煤氣生產(chǎn)快(3分鐘)、容量增加方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適合氮氣純度98%的中小型氮氣用戶(hù)。氮純度在98%以上的話(huà)，與相同規格的PSA除氮設備相比，價(jià)格高出15%以上。

　　氮、除氧領(lǐng)域使用較多的是碳和沸石分子篩。氧和氮的分離作用主要基于這兩種氣體在分子篩表面的擴散率不同。碳分子篩是兼具活性炭和特定特性的碳基吸附劑。碳(carbon molecular sieve)由微小的微孔組成，孔徑分布在0.3nm ~ 1nm之間。直徑較小的氣體(氧氣)迅速擴散，大量進(jìn)入固體狀，因此在氣象中可以獲得氮的富集成分。隨著(zhù)時(shí)間的推移，對氧氣的吸附達到平衡，碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量根據不同的特性減少壓力，使碳解除對氧氣的吸附的過(guò)程稱(chēng)為再生。變壓吸附法通常將兩塔并列，交替進(jìn)行壓力吸附和解壓縮再生，得到連續的氮氣流量。