了解PSA变压吸附氮气发生器制氮的原理和过程

在气相色谱的使用过程中，氮气的用途主要有两种：一方面使用氮气作为气相色谱分析的载气，进行样品分离和分析；另一方面，当使用毛细柱进行分析时，一般需要使用与载气相同的气体作为尾吹气。

 

    PSA氮气发生器以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。制氮的基本过程为：

    （1）在采用碳分子筛为吸附剂时，碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大。在高压下，空气进入碳分子筛后，在短时间内，氧的吸附速度大大超过氮的吸附速度（碳分子筛对二氧化碳等也有吸附能力），从而将气体由空气变成富氮的组分。

 

    （2）氮气流出后，通过降低压力，分子筛表面上被吸附的氧分子等被解吸排出，从而吸附剂得以再生。

 

    变压吸附方法制得的氮气的纯度在95. 0%～99. 9%之间，甚至可以得99 .9995 %以上纯度的氮气。一般而言，如果需要更高纯度的氮气则需增加氮气净化设备，并且在其他条件不变情况下（如输入气体量），氮气的纯度越高，氮气输出量则越小。

 

    此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。氮气发生器与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3/h以下氮气发生器中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA氮气发生器已成为中、小型氮气用户的主要方法。