氮气发生器制氮机系统原理

Question

如题所述

Answer 1

氮气发生器的工作原理基于氧和氮分子在碳分子筛表面的扩散特性。氧分子由于直径较小，扩散速率较快，倾向于进入碳分子筛的微孔，而氮分子由于尺寸较大，扩散较慢，进入的数量相对较少。这种选择性吸附现象使得在短时间内，氧气在吸附相中富集，氮气在气体相中富集。在压力吸附（PSA）条件下，通过控制气体的压力变化，碳分子筛会交替吸附和解吸氧气，从而实现氮气的分离和收集。

高纯度氮气发生器在运行过程中，碳分子筛对氧气的吸附达到平衡后，通过降低压力进行再生，也就是解除其对氧气的吸附。再生方式可以分为真空再生和常压再生，前者在较低压力下进行，能更彻底地清洗吸附剂，但后者在常压下操作，更易于实现高纯度气体的产出。

变压吸附制氮机（PSA制氮机）利用了这种原理，采用两吸附塔并联工作，通过全自动控制系统精确控制加压吸附和解压再生的时序，实现了连续的氮氧分离。碳分子筛的性能，包括动态吸附量和分离系数，对制氮机的性能至关重要，优良的CMS性能直接决定了制氮设备的效率和气体纯度。