深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法,已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料,經(jīng)過壓縮、凈化,再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下,前者的沸點為-183℃,后者的為-196℃),通過液空的精餾,使它們分離來獲得氮氣。深冷空分制氮設(shè)備復雜、占地面積大,基建費用較高,設(shè)備一次性投資較多,運行成本較高,產(chǎn)氣慢:12~24h,安裝要求高、周期較長。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素,3500Nm3/h以下的設(shè)備,相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%~50%。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟。
分子篩空分制氮以空氣為原料,以碳分子篩作為吸附劑,運用變壓吸附原理,利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法,通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比,它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣快(15~30分鐘)、能耗低,產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進行調(diào)節(jié),操作維護方便、運行成本較低、裝置適應(yīng)性較強等特點,故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競爭力,越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎,PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的方法。
制氮機運用范圍廣:
金屬熱處理過程的保護氣,化學工業(yè)生產(chǎn)用氣及各類儲罐、管道的充氮凈化,橡膠、塑料制品的生產(chǎn)用氣,食品行業(yè)排氧保鮮包裝,飲料行業(yè)凈化和覆蓋氣,醫(yī)藥行業(yè)充氮包裝及容器的充氮排氧,電子行業(yè)電子元件及半導體生產(chǎn)過程的保護氣等。純度、流量、壓力穩(wěn)定可調(diào),滿足不同客戶的需要。
純度是氣體的一個重要技術(shù)參數(shù)。舉氮氣為例,按國標氮氣的純度分為工業(yè)用氮氣、純氮和高純氮三級,它們的純度分別為99.5%(O2小于等于0.5%),99.99%(O2小于等于0.01%)和99.999%(O2小于等于0.001%)。