只有了解了制氮機的原理，處理故障才能游刃有余

氮氣作為空氣中含量朂豐富的氣體，取之不竭，用之不盡。它無色、無味，透明，屬于亞惰性氣體，不維持生命。高純氮氣常作為保護性氣體，用于隔絕氧氣或空氣的場所。氮氣（N2）在空氣中的含量為78.084%。 制氮機是指以空氣為原料，利用物理方法將其中的氧和氮分離而獲得氮氣的設備。制氮機以優(yōu)質(zhì)碳分子篩為吸附劑，采用常溫下變壓吸附原理分離空氣制取高純度的氮氣。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由PLC控制進口氣動閥自動運行，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純的氮氣，我廠使用的是PSA碳分子篩變壓吸附法。 PSA變壓吸附制氮原理：碳分子可以同時吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的升高而升高。而且碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約1分鐘就達到90%以上；而此時氮的吸附量僅有5%左右，所以此時吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮氣。這樣，如果將吸附時間控制在1分鐘以內(nèi)的話，就可以將氧和氮初步分離開來，也就是說，吸附和解吸是靠壓力差來實現(xiàn)的，壓力升高時吸附，壓力下降時解吸，使碳分子篩重獲新生。而區(qū)分氧和氮是靠兩者被吸附的速度差，通過控制吸附時間來實現(xiàn)的，將時間控制得很短，氧已充分吸附，而氮還未來得及吸附，就停止了吸附過程。因而變壓吸附制氮要有壓力的變化，也要將時間控制在1分鐘以內(nèi)。變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進入吸附塔來實現(xiàn)空氣分離，從而連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氮氣。 PSA制氮基本工藝流程：空氣經(jīng)空壓機壓縮后，經(jīng)過除塵、過濾、干燥后，進入空氣儲罐，經(jīng)過空氣進氣閥、A吸進氣閥進入A吸附塔，塔壓力升高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的氮氣穿過吸附床，經(jīng)過A吸出氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為A吸，持續(xù)時間為幾十秒。同時B吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過B排氣閥降壓釋放回大氣當中，此過程稱之為B解吸。 A吸過程結束后，A吸附塔與B吸附塔通過上、下均壓閥連通，使兩塔壓力達到均衡，這個過程稱之為均壓，持續(xù)時間為2~3秒。均壓結束后，壓縮空氣經(jīng)過B吸進氣閥進入B吸附塔，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，富集的氮氣經(jīng)過B出氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為B吸，持續(xù)時間為幾十秒,A塔同時也在解吸。

制氮機為什么要保養(yǎng)？制氮機的氮氣純度為什么會下降？

變壓吸附制氮機是以碳分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氮氣的自動化設備。碳分子篩是一種以煤為主要原料，經(jīng)過研磨、氧化、成型、碳化并經(jīng)過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內(nèi)部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色，碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)氧、氮的動力學分離。這樣的孔徑分布可使不同的氣體以不同的速率擴散至分子篩的微孔之中，而不會排斥混合氣（空氣）中的任何一種氣體。碳分子篩對氧氣、氮氣的分離作用是基于這兩種氣體的動力學直徑的微小差別，氧氣分子的動力學直徑較小，因而在碳分子篩的微孔中有較快的擴散速率，氮氣分子的動力學直徑較大，因而擴散速率較慢。壓縮空氣中的水和二氧化碳的擴散同氧相差不大，而氬擴散較慢。 終從吸附塔富集出來的是氮氣和氬氣的混合氣。經(jīng)過長期的使用，會導致碳分子篩的微孔孔徑發(fā)生變化；壓縮空氣中如果含有水分和油也會影響碳分子篩的微孔孔徑，從而影響制氮性能，導致氮氣純度下降。所以制氮機需要定期保養(yǎng)。