制氮机的工作原理

一、变压吸附法（PSA）

变压吸附法是目前应用最广泛的制氮技术之一，其核心原理是利用分子筛（如碳分子筛）对氧气和氮气在不同压力下的吸附能力差异进行分离。具体工作流程如下：

压缩空气预处理：空气经过压缩机压缩后，通过过滤器去除水分、油分和杂质，确保进入吸附塔的空气清洁干燥，这是保障分子筛寿命和制氮效率的关键2。

吸附阶段：压缩空气进入装有分子筛的吸附塔，分子筛优先吸附氧气、二氧化碳等杂质气体，而氮气因吸附力较弱直接通过吸附塔，收集为产品气体2。

解吸再生：当分子筛吸附饱和后，通过降低压力使吸附的氧气等气体释放出来，分子筛得以再生，准备下一轮吸附2。

循环操作：通过多个吸附塔交替工作，实现连续制氮。氮气纯度可达95%-99.999%，满足不同应用需求2。

二、膜分离技术

膜分离制氮技术基于气体溶解扩散理论，利用高分子膜材料对不同气体的渗透性差异实现分离。具体工作流程如下：

压缩空气制备与预处理：与PSA技术类似，提供一定压力和流量的压缩空气，并进行净化处理，去除可能损害膜组件的杂质3。

膜分离：压缩空气通过高分子膜，氧气、水蒸气等小分子气体因渗透性较强，优先通过膜的低压侧排出，而氮气因渗透性较低，在膜的高压侧富集2。

氮气收集：富集的氮气被收集并输送至使用点。设备结构简单，体积小，适合移动式或现场制氮，但高纯度氮气生产效率略低于PSA技术2。

总结

制氮机通过上述两种技术从空气中分离出氮气，其中变压吸附法（PSA）因纯度高、适合大规模工业应用而被广泛采用，而膜分离技术则因结构简单、启动快等特点，在对纯度要求不高的场合更具优势。两种技术均需经过空气压缩、净化、分离等步骤，最终实现氮气的连续供应123。