氮?dú)馐茄鯕饨逡跃S持地球生命的載體。而其所具有的一系列特性使其成為許多工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。氮?dú)獾闹匾匦栽谟谒且环N惰性氣體，這意味著它與其他物質(zhì)的反應(yīng)緩慢。這使其成為防止緩慢氧化（例如，電子行業(yè)中電路板的腐蝕）或快速氧化（例如，爆炸或火災(zāi)）應(yīng)用的理想選擇。此外，氮?dú)鉄o味、無色，是用于食品和飲料行業(yè)的理想介質(zhì)，例如延長食品的保質(zhì)期。由于氮?dú)饩哂羞@些特性，從汽車和化學(xué)工業(yè)到水產(chǎn)養(yǎng)殖和注塑成型等許多行業(yè)對(duì)氮?dú)獾男枨蟛粩嘣黾右簿筒蛔銥槠媪恕?br />
在我們呼吸的空氣中氮?dú)庹急群芨撸控S富。但這并不意味著它隨時(shí)可用于所有上述工業(yè)應(yīng)用以及許多其他應(yīng)用。我們可通過三種方式獲取氮?dú)猓焊鞴究梢宰赓U現(xiàn)場氮?dú)鈨?chǔ)罐或用高壓瓶輸送氮?dú)猓部梢宰孕猩a(chǎn)氮?dú)狻ＴS多企業(yè)很快意識(shí)到，前兩種選擇需要依賴第三方供應(yīng)商，不但很不方便、效率低下，成本也很高。不過現(xiàn)在他們可以通過多種方式制氮，并針對(duì)所有應(yīng)用控制氣量、純度和壓力，確保他們可以全天候獲得源源不斷的氮?dú)夤?yīng)。

公司自主制氮可以控制所產(chǎn)生氮?dú)獾臄?shù)量以及壓力和純度，可提高生產(chǎn)的靈活性，并且因?yàn)闆]有第三方供應(yīng)商參與。公司可以不再受市場價(jià)格波動(dòng)的影響，可節(jié)省運(yùn)輸成本并可防止用氣延誤。此外，自主制氮的企業(yè)不必面對(duì)處理高壓氣瓶所帶來的安全隱患，他們不會(huì)產(chǎn)生與汽化損耗相關(guān)的浪費(fèi)，也無需退回永遠(yuǎn)不能完全清空的高壓氣瓶。隨著時(shí)間的推移，對(duì)制氮機(jī)的初始投資會(huì)得到回報(bào)，因?yàn)榕c從第三方獲得氮?dú)庀啾龋\(yùn)營成本能夠一直保持在顯著較低的水平。

制氮機(jī)工作原理

簡單來說，制氮機(jī)的工作原理就是：它將壓縮空氣中的氮分子與氧分子分離，從而得到純凈的氮?dú)夤?yīng)。可以使用膜式制氮機(jī)或連接至壓縮機(jī)的 PSA（變壓吸附）制氮機(jī)來制氮。但要使用哪種技術(shù)呢？這取決于您所需的氮?dú)赓|(zhì)量。例如，如果您只需要給輪胎充氣或使用氮?dú)鈦矸乐够馂?zāi)發(fā)生/撲滅火災(zāi)，那么 90-99% 的低純度氮?dú)夂湍な街频獧C(jī)就夠用了。但是，當(dāng)您的應(yīng)用必須達(dá)到 99.999% 或 10 PPM（百萬分之幾）甚至更高的純度時(shí)（例如，在食品行業(yè)或注塑行業(yè)中），則需要使用 PSA 制氮機(jī)。

膜式制氮機(jī)工作原理

該技術(shù)通過使壓縮空氣通過由單根中空纖維束組成的半透膜將空氣分離成組分氣體。每根纖維都非常小，具有理想的圓形橫截面和穿過其中心的均勻孔。在模塊的一端，壓縮空氣被引入纖維中，并在流經(jīng)纖維孔時(shí)與膜片相接觸。氧氣、水蒸氣和其他微量氣體容易透過膜片纖維并排出，而氮?dú)鈩t留在膜片內(nèi)并通過出口流出。因?yàn)樗魵鈺?huì)透過膜片滲透出去，所以氮?dú)饬鞣浅８稍铮饵c(diǎn)低至 -50°C (-58°F)。

膜式技術(shù)簡單高效，采用緊湊的一體化裝置，只需很少的維護(hù)，而且運(yùn)營成本為零。它是所需氮?dú)饬髁肯鄬?duì)較低且純度不超過 99% 的應(yīng)用的理想選擇。膜式技術(shù)的初始投資低于變壓吸附 (PSA) 等高流量/高純度技術(shù)。

變壓吸附 (PSA) 制氮機(jī)工作原理

吸附是指物質(zhì)（本例中為壓縮空氣）中的原子、離子或分子附著在吸附劑表面的過程。PSA 制氮機(jī)可分離氮?dú)猓瑝嚎s空氣流中的其他氣體（氧氣、二氧化碳和水蒸氣）均被吸附，留下的基本上是純氮?dú)狻．?dāng)分子與碳分子篩結(jié)合時(shí)，PSA制氮機(jī)便能捕獲壓縮空氣流中的氧氣。這一過程發(fā)生在兩個(gè)單獨(dú)的壓力容器（吸附塔 A 和吸附塔 B）中，每個(gè)容器均充滿碳分子篩，在分離過程和再生過程之間切換。

潔凈干燥的壓縮空氣進(jìn)入吸附塔 A。由于氧分子比氮分子小，它們可以通過篩孔。氮分子無法通過篩孔，因此它們會(huì)繞過篩網(wǎng)，讓用戶能得到所需純度的氮?dú)狻４穗A段稱為吸附或分離階段。吸附塔 A 中產(chǎn)生的大部分氮?dú)舛紩?huì)從系統(tǒng)中排出，可直接使用或儲(chǔ)存。

接下來，所生成的氮?dú)庵械囊恍〔糠謺?huì)以相反方向流入吸附塔 B。這種流量會(huì)將吸附塔 B 在之前吸附階段捕獲的氧氣排出。通過釋放吸附塔 B 中的壓力，使碳分子篩喪失容納氧分子的能力，使氧分子從篩網(wǎng)上分離出來，并被吸附塔 A 中的小氮?dú)饬鲙ё摺＿@種“清潔”過程為新氧分子在下一個(gè)吸附階段附著在篩網(wǎng)上留出了空間。

PSA 制氮技術(shù)可在具有高要求的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)純度高達(dá) 99.999% 的高流量氮?dú)獬掷m(xù)供給。PSA 制氮機(jī)的初始投資成本高于膜片制氮機(jī)，但其具有所產(chǎn)生的氮?dú)饬髁亢图兌雀叩膬?yōu)勢，而這些正是許多行業(yè)和應(yīng)用所需的。

(以上內(nèi)容來源阿特拉斯·科普柯，供交流學(xué)習(xí)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除）