一、工作原理

制氮機是根據變壓吸附原理，采用高品質的碳分子篩作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中提取氮氣。經過凈化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進行加壓吸附、減壓解吸。由于空氣動力學效應，氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠大于氮，氧被碳分子篩優(yōu)先吸附，氮在氣相中被富集起來，形成成品氮氣。然后經減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質，實現再生。一般在系統(tǒng)中設置兩個吸附塔，一塔吸附產氮，另一塔脫附再生，通過PLC程序控制器控制氣動閥的啟閉，使兩塔交替循環(huán)，以實現連續(xù)生產高品質氮氣之目的。 

二、系統(tǒng)流程

整套制氧系統(tǒng)由以下部件組成：

空壓機 ? 緩沖罐 ? 壓縮空氣凈化裝置 ? 空氣工藝罐 ? 氧氮分離裝置 ? 氧氣工藝罐。

1、空壓機

  空壓機作為制氮機的氣源電力設備，一般選擇：螺桿機、離心機、為制氮機提供充足的壓縮空氣，保證制氮機能正常運行。

2、緩沖罐

儲罐的作用是：緩沖、穩(wěn)壓、降溫；從而減小系統(tǒng)壓力的波動，通過底部排污閥充分除去油水雜質，使壓縮空氣平穩(wěn)地通過壓縮空氣凈化組件，保證了設備可靠穩(wěn)定的運行。

3、壓縮空氣凈化裝置

緩沖罐出來的壓縮空氣首先通入壓縮空氣凈化裝置，壓縮空氣先由高效除油器除去大部分的油、水、塵，再經冷凍干燥機進一步降溫除水、精過濾器除油、除塵，并由在緊隨其后的精過濾器進行深度凈化。根據系統(tǒng)工況，漢德公司特意設計了一套壓縮空氣除油器，用來防止可能出現的微量油滲透，為分子篩提供充分保護。設計嚴謹的空氣凈化組件確保了碳分子篩的使用壽命，經本組件處理后的潔凈空氣可用于儀表用氣。

 4、空氣工藝罐

空氣儲罐的作用是：降低氣流脈動，起緩沖作用；從而減小系統(tǒng)壓力波動，使壓縮空氣平穩(wěn)地通過壓縮空氣凈化組件，以便充分除去油水雜質，減輕后續(xù)PSA氮氧分離裝置的負荷。同時，在吸附塔進行工作切換時，它也為PSA氮氧分離裝置提供短時間內迅速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內壓力很快上升到工作壓力，保證了設備可靠穩(wěn)定的運行。 

5、氧氮分離裝置

裝有專用碳分子篩的吸附塔共有A、B兩只。當潔凈的壓縮空氣進入A塔入口端經碳分子篩向出口端流動時，O2、CO2和H2O被其吸附，產品氮氣由吸附塔出口端流出。經一段時間后，A塔內的碳分子篩吸附飽和。這時，A塔自動停止吸附，壓縮空氣流入B塔進行吸氧產氮，對并A塔分子篩進行再生。分子篩的再生是通過將吸附塔迅速下降至常壓脫除已吸附的O2、CO2和H2O來實現的。兩塔交替進行吸附和再生，完成氧氮分離，連續(xù)輸出氮氣。上述過程均由可編程序控制器（PLC）來控制。當出氣端氮氣純度大小設定值時，PLC程序作用，自動放空閥門打開，將不合格氮氣自動放空，切斷不合格的氮氣流向用氣點，氣體放空時利用消音器使噪聲降到78dBA以下。 

6、氮氣工藝罐

氮氣緩沖罐用于均衡從氮氧分離系統(tǒng)分離出來的氮氣的壓力和純度，保證連續(xù)供給氮氣穩(wěn)定。同時，在吸附塔進行工作切換后，它將本身的部分氣體回充吸附塔，一方面幫助吸附塔升壓，另外也起到保護床層的作用，在設備工作過程中起到極重要的工藝輔助作用。

三、技術指標

流量：5-3000Nm3/h

純度：95%-99.999%

露點：≤-40℃

壓力：≤0.6Mpa（可調）

四、技術特點

1、壓縮空氣配置了空氣凈化干燥處理裝置，潔凈干燥的壓縮空氣，有利于延長分子篩的使用壽命。

2、采用的新型氣動截止閥，啟閉速度快，無泄露，使用壽命長，能滿足變壓吸附工藝頻繁開閉，可靠性高。

3、完善的工藝設計流程，氣流分布均勻，減輕氣流高速沖擊。降低能耗和投資成本合理的內部構件

4、選用高強度、高效率、低能耗的分子篩，智能聯鎖不合格氮氣排空裝置，保證產品氮氣質量。

5、設備性能穩(wěn)定，操作簡便，運行穩(wěn)定，自動化程度高，可實現無人運行，年運行故障率低

6、采用PLC控制，可實現全自動操作，可選配氮氣裝置流量，純度自動調節(jié)系統(tǒng)，遠程控制系統(tǒng)。

五、應用領域

電子工業(yè)：半導體及電子元件生產的氮氣保護。

熱處理：光亮退火，保護加熱，粉末冶金機磁性材料燒結等。

食品工業(yè)：配置除菌過濾器，可用于充氮包裝，糧食儲藏，蔬果保鮮，酒類和保存。

化學工業(yè)：氮氣覆蓋，置換，清洗，壓力輸送，化學反應攪動，化纖生產保護等。

石油天然氣工業(yè)：石油煉制，容器機管路充氮吹掃盒檢漏。注氮采油。

醫(yī)藥工業(yè)：中西藥充氮儲藏，充氮藥材氣動傳送等。

電纜行業(yè)：交聯電纜生產保護氣。

其他：冶金工業(yè)，橡膠工業(yè)，航天工業(yè)等。

純度、流量、壓力穩(wěn)定可調，滿足不同客戶的需要。