能够自已制取氮气意味着可以掌控氮气 (N2) 的供应。这对于每天都要使用氮气的很多企业来说好处多多。那么,这对您的公司意味着什么呢?通过自主制氮,您不必依赖第三方的供应,还能节省处理、灌注和运输成本。变压吸附是其中的一种制氮方法。
在生产自用的氮气时,了解并理解您想要达到的纯度水平非常重要。某些应用需要较低的纯度水平(介于 90% 和 99% 之间),例如轮胎充气和防火,而其他应用(例如食品和饮料行业或注塑行业)则需要较高的纯度水平(97% 到 99.999%)。在这些情况下,PSA 技术是理想而又简单的方法。实际上,制氮机是通过将压缩空气中的氮分子与氧分子分离来工作的。变压吸附通过吸附方式从压缩空气流中捕获氧气来实现这一目的。吸附是在分子与吸附剂相结合时进行的,在制氮情况下,氧分子吸附到碳分子筛 (CMS) 上。这一过程发生在两个单独的压力容器中,每个容器都装有 CMS,可在分离过程和再生过程之间切换。让我们暂时将它们称为塔 A 和塔 B。一开始,洁净干燥的压缩空气进入塔 A,由于氧分子比氮分子小,它们将进入碳分子筛的孔中。另一方面,氮分子不能进入孔中,而会绕过碳分子筛。这样,您就会获得所需纯度的氮气。此阶段称为吸附或分离阶段。然而,过程并没有结束。塔 A 中生成的大多数氮气离开系统(可直接使用或存储起来),而有一小部分制取的氮气则沿着相反的方向(从上到下)流入塔 B。
此流量用于排出在塔 B 的上一吸附阶段中捕获的氧气。通过释放塔 B 中的压力,使碳分子筛丧失容纳氧分子的能力。氧分子将从筛中分离出来,并被来自塔 A 的少量氮气流通过排气带走。通过这种方式,系统为新的氧分子在下一吸附阶段吸附到分子筛上提供了空间。我们将这种“净化”过程称为氧饱和塔再生。
PSA 制氮的另一个重要参数是空气因数。对于制氮机系统而言,它是非常重要的参数之一,因为它决定了获得特定流量的氮气所需的压缩空气。因此,空气因数可指示制氮机的效率,也就是说,空气因数越小,效率就越高,当然总运行成本也就越低。
|
PSA |
膜片 |
可实现的纯度 |
效率达 99.999% |
效率达 99.9% |
效率 |
更高 |
高 |
性能与温度 |
高温下较低 |
高温下更高 |
系统复杂性 |
中 |
低 |
保养强度 |
低 |
非常低 |
压力稳定性 |
进气/出气波动 |
稳定 |
流量稳定性 |
进气/出气波动 |
稳定 |
起动速度 |
分钟/小时 |
秒 |
对水(蒸气)的敏感性 |
压力露点高达 8°C |
不得有液态水 |
对油的敏感性 |
不允许有油 (< 0.01mg/m³) |
不允许有油 (< 0.01mg/m³) |
噪声水平 |
高(放空峰值) |
非常低 |
重量 |
中 |
低 |