變壓吸附（PSA）制氮淺析

工作原理
市場上目前的供氮方式主要有液氮、瓶裝氮、現場制氮。綜合三種供氮方式，現場制氮是目前經濟、節能的的一種供氮方式。現場制氮適合于用氣量在1000 Nm3/h以下的用戶。現場制氮的一種主要方式即是變壓吸附（Pressure Swing Adsorption，PSA）制氮機。PSA制氮的原理主要是基于碳分子篩（Carbon Molecular Sieving,，CMS）對氧和氮的吸附速率不同，碳分子篩優先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。CMS是一種以煤為主要原料經過特殊加工而成的，黑色表面充滿微孔的顆粒，是一種半性吸附劑（可再生使用）。它對氧和氮的分離作用主要基于這兩種氣體在碳分子篩表面上的擴散速率不同，O2動力學直徑較小，氣體分子擴散較快，較多地進入分子篩固相（微孔），N2動力學直徑較大，氣體分子擴散較慢，進入分子篩固相較少，這樣在氣相中就可得到氮的富集成份。因此利用CMS對O2和N2在某一時間內吸附量的差別這一特性，按特定的程序，結合加壓吸附、減壓脫附的快速循環過程（變壓吸附），完成氧-氮分離，從而在氣相中獲得高純度的N2。PSA制氮具有經濟、運行成本低、適應 性強、易于操作、安全方便等特點。由于CMS有的吸附容量，當吸附飽和時就需要再生，所以單吸附塔的吸附是間歇式的，為保證連續供氣，采用雙吸附塔并聯交替進行吸附，一塔工作一塔再生，連續產生N2。