PSA制氮技术与氮气纯化技术

PSA制氮机简介碳分子筛变压吸附(简称:PSA)制氮装置，是一种新型的空气分离的高新技术设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用变压吸附流程制取氮气。

在常温常压下，利用空气中的氧和氮在碳分子筛表面的吸附量的差异及氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同,通过可编程序控制器控制气动阀的启闭，实现加压吸附、减压脱附的过程，完成氧、氮分离，得到所需纯度氮气，氮气的纯度和产气量可按照客户要求调节。

本公司生产的DFD系列普氮型制氮装置，氮气纯度为95%--99.999%，产气量为1Nm3 /h--3000Nm3 /h。

如果客户要求高纯度的氮气，则可以在DFD制氮装置后面配套我公司生产的加氢或加碳脱氧系列氮气纯化装置，纯度可以达到99.9999%，露点达到-70°C，氧含量为1ppm的高纯氮气。

PSA制氮机的特点、成本低：PSA先进工艺是一种简便的制氮方法，开机后几分钟产生氮气，能耗低，氮气成本远远低于深冷法空分制氮和市场上的液氮。

2、性能可靠：进口微电脑控制，全自动操作，无需要特别训练的操作人员，只需按下启动开关，就可自动运转，达到连续供气。

3、氮气纯度稳定：完全由仪表监控、显示，确保所需氮气纯度。

4、选用优质进口分子筛：具有吸附容量大，抗压性能强，使用寿命长等特点。

5、高品质的控制阀门：优质的进口专用气动阀门可以保证制氮设备可靠地运转。

6、雄厚的技术力量和优良的售后服务：现场安装只需管道和电源，专业技术人员指导和定期回访，从而保证设备稳定可靠、长期运行。

PSA制氮机的应用领域一．SMT行业应用充氮回流焊及波峰焊，用氮气可有效抑止焊锡的氧化,提高焊接润湿性，加快润湿速度减少锡球的产生，避免桥接，减少焊接缺陷，得到较好的焊接质量。

使用氮气纯度大于99.99或99.9%。

二．半导体硅行业应用半导体和集成电路制造过程的气氛保护，清洗，化学品回收等。

三．半导体封装行业应用用氮气封装、烧结、退火、还原、储存。

制氮机制氮机，是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。

根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以分为三种。

制氮机是按变压吸附技术设计、制造的氮气设备。

制氮机以优质进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。

通常使用两吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。

中文名制氮机含义制取氮气的机械组合工作原理利用碳分子筛的吸附特性主要分类深冷空分，膜空分，碳分子筛空分、1工作原理1. ▪ PSA变压吸附制氮原理2. ▪深冷空分制氮原理3. ▪膜空分制氮原理2主要分类1. ▪深冷空分制氮2. ▪分子筛空分制氮3. ▪膜空分制氮3设备特点4系统用途5技术参数工作原理PSA变压吸附制氮原理碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力的升高而升高，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。

因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。

如果进一步考虑吸附速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。

氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，故碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。

这样，如果将吸附时间控制在1分钟以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，也就是说，吸附和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸。

而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实现的，将时间控制的很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，就停止了吸附过程。

因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将时间控制在1分钟以内。

深冷空分制氮原理分子筛制氮机工艺流程图深冷制氮不仅可以生产氮气而且可以生产液氮，满意需要液氮的工艺要求，并且可在液氮贮槽内贮存，当出现氮气间断负荷或空分设备小修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道满意工艺装置对氮气的需求。

PSA制氮机工作原理及工艺流程
工作原理：
1.吸附阶段：当气体通过吸附塔时，活性炭上的吸附剂会吸附住氧气，使气体中氮气的浓度升高。

此时，通过变换阀将纯氮气输出至储气罐。

2.再生阶段：活性炭上的吸附剂会随着时间的推移逐渐饱和，需要进
行再生。

当一个吸附塔工作一段时间后，需要进行再生。

再生阶段通过控
制压力下降来减少吸附剂上的吸附物，使其重新恢复吸附能力。

工艺流程：
一个标准的PSA制氮机通常包括两个吸附塔，一个储气罐和一套控制
系统。

具体的工艺流程如下：
1.压缩空气进入预处理系统进行净化处理，去除悬浮颗粒物和水分，
并调整空气的压力和温度，以预防结露。

2.预处理后的空气进入PSA制氮机的吸附塔。

通过控制阀门的开关，
使空气进入一个吸附塔，然后通过吸附剂进行吸附分离，产生纯度较高的
氮气。

3.吸附塔工作一段时间后，吸附剂饱和，需要进行再生。

此时，通过
控制系统改变各个阀门的状态，使活性炭内的氮气逸出，再生气体随后被
排出。

4.再生后的吸附塔重新工作，产生纯度较高的氮气，同时另一个吸附
塔进行再生。

两个吸附塔交替工作，不断产生高纯度氮气。

5.生产的氮气通过管道输送至储气罐，以备用或直接使用。

总结：。

新材料与新技术化 工 设 计 通 讯New Material and New Technology Chemical Engineering Design Communications ·71·第44卷第10期2018年10月参考文献[1] 李健.渗透汽化膜分离技术及其在石油化工中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，（15）：19.[2] 索继栓，彭小芝，鲜建，等.渗透汽化膜分离技术及其在石油化工中的应用[J].石油化工，2013，42（04）：361-367.1 概述随着炼油厂生产规模的不断扩大，原油的气体深冷制氮设计量远远不能满足现有的各装置用氮量，空分只有三台氮压机，每台排气量2 000m 3/h ，实际供应量为6 000m 3/h ，低于实际用量，大部分需要外供，为解决现需求，新建变压吸附制氮装置，生产能力4 800m 3/h ；同时可将自化肥厂至炼油厂的7 000m 3/h 的0.418MPa 氮气全部升压，总供氮规模11 800m 3/h 。

不仅解决了全厂用氮量，同时也解决了原空分总烃含量超标的技术难题。

2 工艺原理新建装置制氮机是以碳分子筛为吸附剂，空气为原料，利用变压吸附进行氧氮分离制取高纯氮气的气体分离设备。

利用吸附剂在一定压力条件下，因动力学效应，空气中氧气、氮气在碳分子筛上的扩散速率不同，较短时间内氧分子被吸附剂大量吸附，可高达90%以上，氮分子气相富集，达到了氧氮分离的目的。

由于在不同压力下吸附剂对氧的吸附容量有较大的差异，压力降低碳分子筛吸附的氧分子被解吸，便于吸附剂再生，得到重复循环使用。

目前，我厂采用的制氮机是两个吸附塔流程，一个吸附塔吸附产氮，一个吸附塔解吸再生，循环交替，产生出高纯的氮气供系统连续使用。

3 工艺流程空气经自洁式空气过滤器初步除尘→经离心式空压机压缩后至压力0.80MPa （G ）→首先进入非净化风储罐进行缓冲，经缓冲罐稳压并除去大部分机械水→湿饱和压缩空气进入微热再生干燥装置。

psa工艺流程
《PSA工艺流程》
PSA（压力摄取吸附）工艺是一种用于气体分离和纯化的重要技术，它通过吸附剂对气体分子的选择吸附来实现气体纯化和分离的目的。

PSA工艺广泛应用于氢气、氮气、氧气等气体的生产和纯化领域。

PSA工艺流程一般包括压缩、过滤、干燥、吸附、脱附和再生等几个主要步骤。

首先，原始气体会经过压缩和过滤处理，去除其中的杂质和水分。

接着，干燥处理将原始气体中的水分去除，以防止对吸附剂的影响。

然后，原始气体通过吸附柱，吸附剂对气体分子进行选择吸附，实现气体的纯化和分离。

在吸附过程结束后，吸附柱内的吸附剂经过脱附和再生处理，将吸附的气体分子释放出来，并使吸附剂再次处于可用状态。

PSA工艺流程具有操作简便、设备结构紧凑、易于自动化控制等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

它不仅可以实现气体的高效纯化和分离，还可以帮助企业提高生产效率和节约能源。

随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，PSA 工艺将会在更多领域发挥更大的作用，为工业生产带来更多的益处。

psa 制氮系统的组成及应用PSA 制氮系统是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂(碳分子筛)对氮和氧发挥选择性吸附作用，把空气中的氮和氧分离开来的技术设备。

变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和降压再生，从而获得连续的氮气。

一、PSA 制氮系统组成一个完整的氮气制取系统包括：空气压缩机(组)—压缩空气净化组件—空气储罐—PSA 制氮装置—氮气缓冲罐—氮气储罐(低压)—氮气增压系统—氮气储罐(高压)。

二、制氮机选型制氮机选型涉及的问题较多，首先要做好前期市场调研，确定具体的型号规格前(产氮气量、氮气纯度、出口压力及露点等)，主要对制氮机的性能和特点作出全面的比较分析，同时要根据本地的工作环境作出正确选择。

三、制氮机的生产运行电气控制系统按特定程序控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，产气过程自动运行，氮气流量压力纯度可调并连续显示。

制氮机的应用作为一种可靠高效的氮气生产设备,制氮机目前已经在诸多领域得到了广泛的应用。

它提供的纯净稳定的氮气流可应用于工业生产中气氛控制和工艺保护,也是实验室精确检测不可或缺的气源,在医药生产和食品加工中发挥着独特的保护作用,以及帮助调节和优化化学反应条件。

在日常生产和生活场景中,制氮机产生的氮气无处不在,它像一个默默守护者,使许多工业过程更安全可靠,产品质量更出色。

工业应用：用于氮气保护焊接、气动传动、气调包装等。

在各种工业制造过程中,制氮机提供的氮气都是一种非常有效的保护气体。

像是焊接时,氮气可形成一个保护层,防止金属敞口处遭受空气氧化;电镀和热处理工序也都需要浸泡在氮气环境中,让工件表面免受氧化腐蚀。

对于精密机械设备,轻轻一吹氮气就可形成防尘防污的气体屏障,有效减少灰尘微粒对精密部件的污染。

在一些危险环境中,用氮气驱动的气动工具更加安全可靠,不像电动工具会产生火花。

制氮机产出的氮气还可取代一些大型设备中的液压系统,提供简单高效的气动传动。

我们吃的方便面、喝的果汁,许多都借助食品级的纯氮气来实现气调包装,通过氮气调节产品内部气体成分,达到更好的保鲜和延长有效期的目的。

psa制氮机能力【原创实用版】目录1.PSA 制氮机的概述2.PSA 制氮机的工作原理3.PSA 制氮机的能力分析4.PSA 制氮机的应用领域5.PSA 制氮机的未来发展趋势正文一、PSA 制氮机的概述PSA 制氮机，全称为变压吸附制氮机，是一种通过变压吸附技术从空气中分离出氮气的设备。

与其他制氮方法相比，PSA 制氮机具有操作简单、设备紧凑、能耗低等优点，因此在我国各个领域得到了广泛应用。

二、PSA 制氮机的工作原理PSA 制氮机主要由吸附塔、切换阀、压缩空气源和控制系统等组成。

其工作原理是在一定压力下，利用吸附剂对空气中的氮气和氧气进行选择性吸附，从而在吸附塔内实现氮气和氧气的分离。

在吸附过程中，压缩空气作为载气，通过切换阀在吸附塔内进行循环，以保证连续生产氮气。

三、PSA 制氮机的能力分析1.产能：根据吸附塔的规模和切换阀的数量，PSA 制氮机的产能可以从几十立方米每小时到数千立方米每小时不等。

2.纯度：PSA 制氮机的产氮纯度一般可达到 95% 以上，对于一些对氮气纯度要求较高的领域，还可以通过后续的纯化装置提高氮气的纯度。

3.设备寿命：PSA 制氮机的设备寿命受吸附剂寿命和设备材质的影响，一般来说，设备寿命可以达到十年以上。

四、PSA 制氮机的应用领域PSA 制氮机广泛应用于化工、电子、冶金、食品、医药等领域，具体包括：1.化工行业：用于生产脲醛树脂、聚氨酯泡沫、合成氨等；2.电子行业：用于半导体器件生产过程中的氧化、还原等工艺；3.冶金行业：用于钢铁、有色金属的冶炼、热处理等；4.食品行业：用于食品保鲜、充氮包装等；5.医药行业：用于药品的储存、输送等。

五、PSA 制氮机的未来发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的加强，PSA 制氮机在未来的发展趋势将表现在以下几个方面：1.设备小型化：未来 PSA 制氮机将向小型化、轻便化方向发展，以满足更多领域的应用需求。

2.节能减排：在制氮过程中，将进一步降低能耗，减少碳排放，实现绿色制造。

psa 制氮机技术指标PSA制氮机是一种通过压力摩擦吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）技术来制取高纯度氮气的设备。

它具有高效、节能、环保的特点，在许多工业领域得到了广泛应用。

本文将对PSA制氮机的技术指标进行详细介绍。

我们来了解一下PSA制氮机的基本工作原理。

PSA制氮机主要由吸附塔、压缩机、冷却器、电气控制系统等组成。

其工作过程包括吸附、脱附、排放和再生四个步骤。

在吸附步骤中，氮气被吸附剂吸附，而氧气等杂质则通过；在脱附步骤中，吸附剂被释放，杂质气体排出；在排放步骤中，吸附塔内残留的杂质气体被排放；在再生步骤中，吸附塔内的吸附剂被再生。

通过循环进行这些步骤，就可以实现制取高纯度氮气的目的。

然后，我们来看一下PSA制氮机的技术指标。

首先是氮气产量。

PSA制氮机的氮气产量通常以标准立方米（Nm³）或标准立方英尺（Scf）为单位进行衡量。

根据不同的需求，可以选择不同产量的PSA制氮机。

其次是氮气纯度。

PSA制氮机可以制取高纯度的氮气，一般可以达到99.99%以上的纯度要求。

这是因为PSA制氮机利用吸附剂对氧气等杂质进行吸附，从而实现氮气的纯化。

第三是氮气压力。

PSA制氮机可以根据用户需求提供不同的氮气压力，一般可以达到0.1-1.0MPa的范围。

根据具体的工艺要求，可以进行相应的调整。

第四是PSA制氮机的能耗。

与传统的液氮制取方法相比，PSA制氮机具有更低的能耗。

这是因为PSA制氮机采用吸附和脱附的循环过程，能够实现能量的回收和再利用，从而节约能源。

第五是设备的可靠性和稳定性。

PSA制氮机的设备应具有良好的可靠性和稳定性，能够长时间稳定运行。

同时，设备应具有一定的自动控制功能，能够实现自动运行和故障报警等功能。

第六是设备的维护和保养。

PSA制氮机的设备应具有便于维护和保养的特点，能够方便地进行吸附剂的更换和设备的清洗。

同时，设备应具有较长的使用寿命，减少维护成本和频率。

变压吸附（PSA）制氮技术原理及工艺基本知识一、基础知识1 氮气知识1.1 氮气基本知识氮气作为空气中含量最丰富的气休，取之不竭，用之不尽。

氮气为双原子气体，组成氮分子的两个原子以共价三键相联系，结合得相当牢固，致使氮分子具有特殊的稳定性，在巳知的双原子气体中，氮气居榜首。

氮的离解能(氮分子分解为原子时需要吸收的能量)为941.69kJ•moL-1。

氮的化学性质不活泼，在一般状态下表现为很大的惰性。

在高温下，氮能与某些金属或非金属化合生成氮化物，并能直接与氧和氢化合。

在常温、常压下，氮是无色、无味、无毒、不燃、不爆的气体，使用上很安全。

在常压下，把氮气冷至-196℃将变成无色、透明、易于流动的液氮。

液氮将凝结成雪花状的固体物质。

氮气是窒息性气体，能致生命体于死亡。

氮气(N2)在空气中的含量为78.084%（空气中各种气休的容积组分为：N2：78.084%、O2:20.9476%、氪气：0.9364%、CO2:0.0314%、其它还有H2、CH4、N20、03、S02、N02等，但含量极少），分子量为28,沸点：－195.8℃, 冷凝点：－210℃。

1.2 氮气的用途氮气的惰性和液氮的低温被广之用作保护气体和冷源。

以氮气为基本成份的氮基气氛热处理，是为了节能和充分利用自然资源的一种新工艺新技术，它可节省有机原料消耗。

氮还有“灵丹妙药”之称而受人青睐，它和人的日常生活密切相关。

例如，氮气用于粮食防蛀贮藏时，粮库内充入氮气，蛀虫在36h内可全部因缺氧窒息而死，杀灭1万斤粮食害虫，约只需几角钱。

若用磷化锌等剧海药品黑杀，每万斤粮食需耗药费100多元，而且污染粮食，影响人民健康。

又如充氮贮存的苹果，8个月后仍香脆爽口，每斤苹果的保鲜费仅需几分钱。

茶叶充氮包裝，1年后茶质新鲜，茶汤清澈明亮，滋味淳香。

2 压力知识变压吸附 (PSA)制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。

现使用的吸附剂碳分子筛最佳吸附压力为0.75～0.9MPa, 整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。

氮气纯化系统为了适应一些工艺过程对高纯氮气的要求，西梅卡提供粗氮纯化方式以满足客户需求，包含加氢纯化和碳载纯化两种，均具有节省投资和运行经济的特点。

加氢纯化（H2 Deoxo）经变压吸附（PSA）或膜系统制得的原料氮气与少量氢混合后，在一填装有金属钯催化剂的反应器中残氧与氢反应生成水蒸气，随后经一后冷却器使大部分水蒸气冷凝下来，并经过高效水分离器除去冷凝水，吸附式干燥器可使产品气露点达到-70℃以下。

产品气纯度通过分析仪连续进行在线监测。

其化学方程式为: 2H2+O2 = 2H2O+热为了确保氧被完全脱除，实际的H2与O2比率略高于理论值，若进口原料氮气中氧含量高于1.5vol%，可采用多级处理系统。

精制后氮气纯度可达99.9999%。

加氢精制N2装置由混合器、催化反应器、后冷却器、旋风分离器、过滤器或吸附式干燥器、氧分析仪、流量计以及产品氮气缓冲罐组成。

加氢纯化工艺流程图加氢纯化系统特别适合于氮/氢气氛的热处理行业。

碳载纯化（C Deoxo）对于氢气比较敏感，或氢气源有困难的工艺过程，可以使用碳载脱氧。

原料氮气与过量的碳精在高温条件下，反应生成CO2，再经过脱碳氧化合物的吸附塔，可以得到99.999%的高纯氮气。

化学反应方程式：C+O2 = CO2 + 热碳载纯化N2装置由：加热器、反应塔、水冷却器、CO2脱去吸附塔、氧分仪、流量计，及产品氮气缓冲罐组成。

为了减少碳纤维的更换频率，提高设备的利用率并减少更换碳纤维的繁琐工作，目前一般推荐粗氮纯度为99.9%，在此纯度条件下可以兼顾空压机功率消耗和碳纤维的消耗的平衡。

碳载纯化工艺流程图捷能膜膜制氮移动式制氮车变压吸附制氮Copyright ◎2008 西梅卡亚洲气体系统成都有限公司. All rights reserved.联系电话：86-028-********/ 85885051 Fax：86-028-********地址：中国成都市双流航空港顺风路口。