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2025


揭秘PSA制氮机的变压吸附原理

时间:2024-10-28 14:54:19   访客:160

PSA制氮机,即变压吸附制氮机,其变压吸附原理是一种气体分离技术,主要基于分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异来分离气体混合物。以下是对PSA制氮机变压吸附原理的详细揭秘:

一、基本原理

PSA制氮机利用高选择的固体吸附剂(如碳分子筛)对氮和氧的选择性吸附性能,从空气中分离出氮气和氧气。具体来说,较小直径的气体(如氧气)在分子筛表面的扩散速率较快,较多进入分子筛固相,而较大直径的气体(如氮气)扩散速率较慢,从而在气相中得到氮的富集成分。

二、变压吸附过程

加压吸附:

原料空气经过压缩、除尘、除油、干燥等预处理后,进入吸附塔。

在加压条件下,吸附剂(碳分子筛)对原料空气中的氧气进行吸附,而氮气则大部分通过吸附床,从出口端富集并输出。

减压解吸(再生):

当吸附剂对氧气的吸附达到平衡后,通过降低吸附塔内的压力,使吸附剂解除对氧气的吸附,这一过程称为再生。

再生过程中,已吸附的氧气从分子筛微孔中脱离,并排放到大气中。

三、两塔并联与交替操作

PSA制氮机通常使用两个吸附塔并联,交替进行加压吸附和解压再生,从而获得连续的氮气流。具体来说:

当一个吸附塔(如A塔)进行加压吸附时,另一个吸附塔(如B塔)则进行减压解吸。

吸附与解吸过程通过气动阀门的自动切换来实现,确保两个吸附塔能够连续地运行。

四、技术优势与应用

技术优势:

工艺流程简单,设备数量少,占地面积小。

自动化程度高,操作维护方便。

能耗低,运行成本低。

产品纯度可在较大范围内调节,满足不同客户的需求。

应用领域:

金属热处理过程的保护气。

化学工业生产用气及各类储罐、管道的充氮净化。

橡胶、塑料制品的生产用气。

食品行业排氧保鲜包装。

医药行业充氮包装及容器的充氮排氧。

电子行业电子元件及半导体生产过程的保护气等。

PSA制氮机的变压吸附原理是利用分子筛对不同气体分子的选择性吸附性能,在加压吸附和解压再生的过程中实现氮气和氧气的分离。这一技术具有工艺流程简单、自动化程度高、能耗低、产品纯度可调等优点,在多个领域有着广泛的应用。



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