制氮机种类有哪些 制氮机原理及流程介绍

制氮机的应用也非常广泛,一般医药行业、食品行业、煤矿行业、化工行业等都需要制氮机,尤其在工业生产当中,制氮机的作用可是起着很大的作用。今天我们就来看看制氮机种类有哪些以及制氮机原理和流程。

制氮机种类

1、深冷空分制氮：

深冷空分制氮是一种传统制氮方法，已有将近几十年的历史。他是以空气为原料，经过压缩、净化，再而利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧与液氮的混 合物，再利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使他们分离来获得氮气。深冷空分制氮机复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性的投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h)，安装要求高、周期较长。综合设备、安装以及基建诸因素，3500Nm3/h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20%～50%。深冷空分制氮机宜于大规模工业制氮，而中、小规 模制氮就显得不经济。

2、分子筛空分制氮(PSA或变压吸附式)：

在3000Nm3/h以下制氮机中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢 迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。因为，以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需 要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点。

3、膜空分制氮(中空纤维膜分离)：

以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮机相比它具有结构更为简单、体积更 小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度≤99.5%的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。而氮气纯 度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上。

制氮机原理和流程

制氮机原理：

一 、电化学分离法和物理吸附法：

采用这种原理产生的氮气存在的问题很多。主要的问题有：

1. 加KOH水溶液的氮气发生器所产生的氮气中含水量高且带有一定腐蚀性。

2.存在返液现象。

3. 氮气纯度偏低，对色谱仪的热导检测器的热敏元件会造成氧化，时间一久热导检测器的灵敏度降低。

鉴于存在以上三点的问题，很多色谱仪厂家、仪器经销商及维修人员均不建议使用该种原理产生氮气的发生器来做气相色谱仪载气。

二、采用中空纤维膜法：

氮膜系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上，最高可得到99.9%的纯氮。该氮气发生器可以用于气相色谱仪做载气，仅适用于分析组分成分要求不高的行业。

三、采用气相色谱技术用新型合成分子筛分离：

这是一种新型的空气分离方法，它以压缩空气为原料，合成分子筛为吸附剂，气相色谱分离吸附流程,在常温低压下,利用空气中的氧和氮在分子筛中的扩散速度不同,把氧和氮加以分离,氮气的纯度和产气量可按客户需要调节。所产生气体流速稳定，氮气纯化彻底，产出的氮气纯度高，最高可得到99.9995%的纯氮，适用于各种气相色谱检测器。该发生器可以生产出高质量和高纯度的氮气，运行稳定可靠，不需要任何化学消耗品。操作方便，可24小时无人值守。且它可以在不需任何监管和*低保养的情况下无故障地运行。

综上所述，采用气相色谱分离技术用合成分子筛分离法的氮气发生器优于采用电化学分离法和物理吸附法以及中空纤维膜法的氮气发生器。它可以应用于国内外各种不同类型的气相色谱仪用作载气，是性能优良维护方便的新一代氮气发生器

制氮机操作流程：

两塔交替工作，完成氮氧分离，连续输出氮气。变压吸附制取的氮气纯度为95%-99.999%，如果需要更高纯度的氮气，则需要增加氮气净化设备。变压吸附制氮机输出的95%-99.9%氮气进入氮气净化设备，通过添加适量的氢气，在净化设备的除氧塔中氢气和氮气中的微量氧进行催化反应，除去氧气以后经水冷凝器冷却，汽水分离器除水，再通过干燥器深度干燥(两个吸附干燥塔交替使用：一个吸附干燥除水，另一个加热脱附排水)，得到高纯氮气，此时的氮气纯度可达99.9995%。目前国内变压吸附制氮生产能力为3000m3/h。空气过滤器：为减少空气压缩机内部机械运动表面的磨损，保证空气质量，空气在进入空气压缩机之前。

在传统工艺中该工序采用氧化铝为担体的脱氧催化剂，该类型催化剂为单一催化机理，靠加入的氢脱除气体中的氧。由于原料气(污氮)常有剧烈波动，而且加氢调节阀的调节受到测氧仪、流量计等仪表相应时间的限制，加氢调节有滞后(1-10分钟)，无法实时的跟踪原料气的变化。因此传统工艺中经常会出现产品气指标短时间大幅超标问题，无法始终保持产品指标合格，常对生产造成严重影响。在本装置中采用特殊的脱氧催化剂。该催化剂是一种以可变价金属为担体担载贵金属组分的双机理脱氧催化剂，可以作为钯催化剂催化氢与氧反应而脱氧;在氢含量不足的情况下，可以作为脱氧剂直接脱除气体中的微量氮;在氢含量超标的情况下也可以脱除气体中的过量氢。

变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附氧气，从而分离出氮气的设备。

反渗透作为一种新型的纯物理脱盐工艺，由于反渗透膜元件的结构、材质、脱盐机理等条件的限制，温度条件在1到45℃之间;pH值在2到11的范围之内;有机物含量(COD，mg/L)应该小于1.5;浊度(NTU)应该控制在1.0以下;淤泥密度指数(SDI值)4.0;余氯含量0.1mg/L(实际控制在0);铁含量(mg/L)：溶氧5mg/L时，Fe0.05;二氧化硅含量(mg/L)：浓水中SiO2100;LSI：pHb-pHs0;Sr、Ba等易形成难溶盐的离子：Ipb0.8Ksp。后三项通过添加阻垢剂可适当提高其值。若如果上述指标某一项或几项不达标时，RO反渗透膜受金属氧化物污染;胶体污染;RO反渗透膜结垢;

结语：

看完上述文章之后,相信大家对制氮机种类以及原理都有了认识,那么接下来就是如何去选购制氮机了,而市面上的制氮机品牌非常多,想要选择正规的大品牌还是比较难的,推荐企业可以进入空配油品商城进行选购,近距离与厂商直接联系。