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和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料，小型制氮机，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色，分子式制氮机，其孔型分布如下图所示：
碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，psa分子筛制氮机，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。
制氮机的运用范围
制氮设备以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，运用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的办法，通称PSA制氮。此法是七十年代敏捷发展起来的一种新的制氮技能。与传统制氮法比较，它具有工艺流程简略、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，商品纯度可在较大规模内依据用户需求进行调理，操作保护便利、运转本钱较低、设备适应性较强等特色，故在1000Nm3／h以下制氮机中颇具竞争力，制氮机，越来越得到中、小型氮气用户的期待，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首.选办法。当前在制氮、制氧领域内运用较多的是碳分子筛和沸石分子筛。分子筛对氧和氮的别离效果主要是依据这两种气体在分子筛外表的分散速率不一样，碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。碳分子筛具有很小微孔组成，孔径散布在0.3nm ~ 1nm之间。较小直径的气体（氧气）分散较快，较多进入分子筛固相，这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附到达平衡，依据碳分子筛在不一样压力下对吸附气体的吸附量不一样的特性，下降压力使碳分子筛免除对氧的吸附，这一进程称为再生。变压吸附法一般运用两塔并联，替换进行加压吸附和解压再生，然后取得接连的氮气流。
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