工業(yè)氮?dú)馐枪I(yè)氣體的一種，氮?dú)獾膽?yīng)用也越來(lái)越廣泛。工業(yè)氮?dú)獾闹饕a(chǎn)方法有空分法、變壓吸附法、膜分離法和燃燒法等。那么哪種方法才是工業(yè)氮?dú)獾淖罴焉a(chǎn)方案呢？
產(chǎn)品純度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求：工業(yè)氮≥98.5%，純氮≥99.95%，下面是一些主要的制氮方法：
1、膜分離法
膜分離法制氮的基本原理是以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來(lái)使氧和氮分離。
和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、體積更小、無(wú)切換閥門(mén)、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點(diǎn)，它特別適宜于氮?dú)饧兌取?8%的中、小型氮?dú)庥脩簦凶罴压δ軆r(jià)格比。而氮?dú)饧兌仍?8%以上時(shí)，它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價(jià)格要高出15%以上。
2、深冷空分法
深冷空分法是一種傳統(tǒng)的制氮方法，已有近九十年的歷史。它是以空氣為原料，經(jīng)過(guò)壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液態(tài)空氣。液態(tài)空氣主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同(在1大氣壓下，液氧的沸點(diǎn)為-183℃，液氮的為-196℃)，通過(guò)液態(tài)空氣的精餾，使它們分離來(lái)獲得氮?dú)狻?/span>
深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多，運(yùn)行成本較高，產(chǎn)氣慢(12～24h)，安裝要求高、周期較長(zhǎng)。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%。因此深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮。
3、分子篩空分法（變壓吸附法）
分子篩空分法是以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對(duì)氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA(Pressure
Swing
Adsorption)制氮。分子篩對(duì)氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在分子篩表面的擴(kuò)散速率不同，碳分子篩是一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小微孔組成，孔徑分布在0.3nm
~
1nm之間。較小直徑的氧氣擴(kuò)散較快，較多進(jìn)入分子篩固相，這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時(shí)間后，分子篩對(duì)氧的吸附達(dá)到平衡，根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對(duì)吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對(duì)氧的吸附，這一過(guò)程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯(lián)，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續(xù)的氮?dú)饬鳌?/span>
與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)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(jìn)行調(diào)節(jié)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越得到中、小型氮?dú)庥脩舻臍g迎，PSA制氮已成為中、小型氮?dú)庥脩舻氖走x方法。
空分法制取的氮?dú)饧兌雀?，但設(shè)備規(guī)模大，投資規(guī)模大。變壓吸附法制氮技術(shù)是采用5A碳分子篩對(duì)空氣中的組份進(jìn)行選擇性吸附，將氧、氮分離制取氮?dú)?，氮?dú)猱a(chǎn)品壓力高、能耗低。所以最佳的制氮方案還是要從多方面來(lái)考慮。
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