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，一般稱為PSA除氮。該法是70年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術(shù)。變壓吸附制氮裝置的種類有什么?

　　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(tǒng)的制氮方法，已有近幾十年的歷史。以空氣為原料，通過壓縮、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，液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下，前者的沸點為-183，后者為-196)，通過油孔的精餾分離氮。低溫空分制氮設(shè)備復(fù)雜，占地面積大，基礎(chǔ)建設(shè)成本高，設(shè)備一次性投資大，運(yùn)營成本高，生產(chǎn)期慢(12~24h)，安裝要求高，周期長。綜合設(shè)備、安裝和基礎(chǔ)設(shè)施要素、3500Nm3/h以下的設(shè)備對相同規(guī)格PSA設(shè)備的投資規(guī)模比低溫空分設(shè)備低20%至50%。低溫空分制氮廠適合大規(guī)模工業(yè)制氮，但中小型氮不經(jīng)濟(jì)。

　　分子篩空氣分離氮

　　與傳統(tǒng)氮氣制法相比，工藝簡單，自動化程度高，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(nèi)根據(jù)用戶需求進(jìn)行調(diào)整，操作維護(hù)方便，操作成本低，裝置適應(yīng)性強(qiáng)，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(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)更簡單、體積小、無開關(guān)閥、維護(hù)量小、煤氣生產(chǎn)快(3分鐘)、容量增加方便等優(yōu)點，特別適合氮氣純度98%的中小型氮氣用戶。氮純度在98%以上的話，與相同規(guī)格的PSA除氮設(shè)備相比，價格高出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(kuò)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(kuò)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。隨著時間的推移，對氧氣的吸附達(dá)到平衡，碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量根據(jù)不同的特性減少壓力，使碳解除對氧氣的吸附的過程稱為再生。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(xù)的氮氣流量。