變壓吸附式制氮機(jī)用碳分子篩（CMS)是一種新型的非極性吸附劑，具有在常溫變壓下吸附空氣中氧分子的性能，因而可獲得富 氮?dú)怏w。采用碳分子篩變壓吸附法制氮新技術(shù)，其最顯 著的特點(diǎn)是:N2產(chǎn)品雜質(zhì)含 量較低，N2濃度和氣量根據(jù) 需要可任意調(diào)節(jié)，并可通過(guò)精制獲得O2含量小于5PPm， 露點(diǎn)低于-60℃的高純度N2。
六十年代，碳分子篩在美國(guó)最先制造成功并很快推廣應(yīng)用，最初，碳分子篩是被用作從空氣中分離氧氣的吸附劑，后來(lái)逐漸應(yīng)用在制取氮?dú)獾难b置上。
到了七十年代未、八十年代初，世界各國(guó)對(duì)氮?dú)獾男枨罅坎粩嘣黾?，而變壓吸附制氮技術(shù)也逐漸成熟起來(lái)，進(jìn)一步推動(dòng)了碳分子篩制造技術(shù)的發(fā)展。
到了一九八二年，美國(guó)和日本的氮?dú)猱a(chǎn)量相繼超過(guò)了氧氣，此時(shí)，變壓吸附制取的氮?dú)庖呀?jīng)占氮?dú)饪偖a(chǎn)量的18%左右，由于變壓吸附制氮所占的市場(chǎng)份額越來(lái)越大，世界各主要工業(yè)國(guó)家都投入了資金研發(fā)變壓吸附用碳分子篩，其中，美國(guó)、日本、德國(guó)在技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。
一直到今天，世界上主要的碳分子篩生產(chǎn)廠家也還是分布在這些國(guó)家。比較著名的有美國(guó)的Calgon公司、普萊克斯公司；日本的巖谷公司、武田公司；德國(guó)的BF公司等。其中，美系分子篩在國(guó)內(nèi)所占市場(chǎng)份額很小，德系和日系分子篩廠家在國(guó)內(nèi)都有代理公司，因而所占市場(chǎng)份額也是最大的。
總的說(shuō)來(lái)，氮?dú)庠O(shè)備分子篩按照性能差異，大至分四個(gè)階段：
第一階段的碳分子篩由于制造工藝的限制，孔徑分布很不均勻只能制得純度為97%、98%左右的氮?dú)?，回收率只?6%～34%，能耗較高；
第二階段的碳分子篩性能有所提高，可以制得99.9%以上純度的氮?dú)?，但能耗相?dāng)驚人，不具備大規(guī)模應(yīng)用的條件，這個(gè)階段的分子篩在制取97%、98%純度氮?dú)鈺r(shí)，回收率達(dá)到了37%～42%，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
第三階段分子篩隨著加工技術(shù)的提高，性能也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，能一次性制得99.99%以上純度的氮?dú)?，在制?9.5%純度氮?dú)鈺r(shí)，回收率達(dá)到了40%，比較有代表性的分子篩如德國(guó)BF-185、日本武田3K-172、巖谷2GN-H等，都具備了這樣的水準(zhǔn)。第三代分子篩也是目前應(yīng)用最普遍的分子篩，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家都在選用。令人值得自豪的是，國(guó)產(chǎn)分子篩近年來(lái)進(jìn)步相當(dāng)快，其中走在前面的有長(zhǎng)興科博、威海華泰等到廠家，生產(chǎn)的分子篩性能已經(jīng)接近進(jìn)口分子篩的性能，但國(guó)產(chǎn)分子篩由于受到條件限制，重現(xiàn)性較差，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是每一批號(hào)的分子篩性能都有一定差異，不如進(jìn)口分子篩穩(wěn)定。主要原因是活化造孔及孔結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)還不太成熟，分子篩性能容易產(chǎn)生波動(dòng)，同時(shí)，也可能引起分子篩性能下降較快，在兩到三年內(nèi)性能可能下降15%左右。但由于國(guó)產(chǎn)分子篩的價(jià)格有較大優(yōu)勢(shì)，性能又與第三代進(jìn)口分子篩接近，還是得到了較廣泛的應(yīng)用。用戶也很難分辨出哪種是進(jìn)口分子篩，哪種是國(guó)產(chǎn)分子篩，這就給了一些不法廠商以機(jī)會(huì)，用國(guó)產(chǎn)分子篩代替進(jìn)口分子篩，打著低價(jià)的招牌來(lái)欺騙用戶，賺取暴利。
第四代分子篩是在二〇〇一年由日本巖谷公司研制成功的，它與第三代分子篩相比，性能又有了大幅度的提高，能一次性制得99.9995%以上純度的氮?dú)狻Ｔ谥迫?9.99%純度氮?dú)鈺r(shí)，氮?dú)饣厥章蔬_(dá)到了驚人的32%，在能源如此緊張的今天，它的意義更顯的重要。用巖谷第四代分子篩作為吸附劑的制氮設(shè)備，與采用其分子篩作為吸附劑的制氮設(shè)備相比，在設(shè)備能耗、分子篩裝填量、綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面都有明顯優(yōu)勢(shì)，而且隨著產(chǎn)品氮?dú)饧兌鹊奶岣撸@種優(yōu)勢(shì)越來(lái)越顯著。
現(xiàn)今工業(yè)發(fā)展中，有許多行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用氮?dú)鈦?lái)生產(chǎn)或輔助生產(chǎn)產(chǎn)品，應(yīng)用之廣，對(duì)此我們有必要了解變壓吸附制氮機(jī)產(chǎn)生的原理 。
變壓吸附制氮機(jī)是一種新型氣體吸附分離技術(shù)語(yǔ)它有產(chǎn)品純度高，一可在室溫和不高的壓力下工作，節(jié)能經(jīng)濟(jì)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作，維護(hù)簡(jiǎn)便，連續(xù)循環(huán)操作，可完全達(dá)到自動(dòng)化。
變壓吸附制氮機(jī)是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的氮?dú)獍l(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動(dòng)控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴(yán)格控制時(shí)序，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮?dú)狻?span style="color:#333333;">
變壓吸附制氮機(jī)的特點(diǎn)鋒華獨(dú)到的分子篩裝填技術(shù)和完美的總體設(shè)計(jì)，在制氮濃度和產(chǎn)氣量相同時(shí)耗電量最省，運(yùn)行成本最低。采用目前國(guó)際性能最好的分子篩，結(jié)合獨(dú)特的氣體分布技術(shù)和特定的工藝流程，使分子篩發(fā)揮最大能效，使氮?dú)饣厥章首罴阎饕腔谔挤肿雍Y對(duì)氧和氮的吸附速率不同，碳分子篩優(yōu)先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時(shí)對(duì)氧的吸附容量增加，減壓時(shí)對(duì)氧的吸附量減少的特性。利用這種變壓吸附的特性，實(shí)現(xiàn)氧氣和氮?dú)獾姆蛛x，得到我們所需要的氣體組分。由于吸附劑有一定的吸附容量，當(dāng)吸附飽和時(shí)就需要再生，所以單吸附床的吸附是間歇式的，為保證連續(xù)供氣，采用雙吸附塔并聯(lián)交替進(jìn)行吸附，一塔工作一塔再生，連續(xù)產(chǎn)生氮?dú)?
產(chǎn)品特點(diǎn)
氮?dú)庠谧匀唤缰蟹植己軓V，是空氣的主要成份，主要以單質(zhì)分子氮的形式存在于大氣之中，在干燥的空氣之中，N2的體積占空氣的78.03%，因此，空氣是制取氮?dú)獾淖畲笤蠋?kù)，它取之不盡，用之不竭。
PSA制氮機(jī)設(shè)備由兩只或多只吸附塔組成，由計(jì)算機(jī)控制分別工作于充壓、吸附、再生、沖洗等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)連續(xù)供氣。
設(shè)備包括：壓縮空氣源及凈化系統(tǒng)，變壓吸附氧氮分離組件，貯存供氣系統(tǒng)，自控系統(tǒng)。
應(yīng)用：本裝置能耗小、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備投資省。在石化、輕工、冶金、環(huán)保、建材、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生物技術(shù)、醫(yī)藥醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
