空气由78%的氮、21%的氧和1%的稀有气体和杂质组成。氧气是人们赖以生存的气体，氮气取之不尽，用之不竭。如今，它越来越受欢迎。目前已广泛应用于粮食储存、金属热处理、石化工业、玻璃工业等领域。接下来，我将重点介绍如何从空气中分离氮气PSA与制氮机选型相关的销售知识。

氮气的化学性质

化学方法为氮气N2.通常是无色无味的气体，氮气比空气密度小。氮气占大气总量的78.08%(体积分数)，是空气的主要成分之一。氮气在标准大气压下冷却至-195.8℃变成无色液体；冷却至-209.8℃当液氮变成雪状固体时。氮气的化学性质不活跃，在室温下很难与其他物质发生反应，但在高温和高能条件下可以与某些物质发生化学变化，以制造对人类有用的新物质。

制氮设备

在社会生产活动中，氮被广泛应用于各行各业。如：电子芯片工业、激光切割、食品保鲜、粮库、化工、石化、锂、半导体、医药等。面对各行各业的使用需求，制备氮气的设备是关键。

如今，随着科学技术的发展，市场上主要有三种氮气制备设备：

1.深冷氮：主要利用不同气体的沸点，通过低温分馏获得液氮。（参考化学性质中提到的温度）

2.膜分离制氮:与过滤器类似，利用氧氮分子对膜的渗透性不同，富氮达到一定的氮浓度，一般浓度不高于99%，应用范围较小。(本文不做太多介绍)

3、PSA变压吸附制氮：PSA气体分离技术是一种非低温气体分离技术，以压缩空气为原料，碳分子筛为介质，氧分子直径不同，氧分子可以进入分子筛表面微孔吸附，氮分子不能进入积聚的分子筛间隙，然后通过快速排空减压吸附在分子筛表面的氧分子，排空在大气中。通过一定程序的循环切换，氮气纯度系统可以达到95-99.999%的纯度(体积比)。在过去的30年里，该技术发展迅速，技术日益成熟，已成为中小型制氮领域的强大竞争对手。

氮气设备的选择

1.无论选择什么样的制氮设备，都必须知道以下参数:氮气纯度、氮气流量、氮气压力、氮气露点。

①氮气纯度，氮气一般作为工艺气体，不同于压缩空气作为动力气源，必须达到一定的压力和气量。氮气通常与产品直接接触，以隔离产品周围的氧气。在高温、焊接、切割等动作中，降低氧化风险，保证加工后的产品质量。②氮气流量，即客户使用氮气的量(氮气流量单位:Nm³/h或NL/min，N表示标准状态俗称标准状态：20℃、101325pa，氮气用量也是保证生产的必要条件。③氮气压力用于将氮气输送到使用点。氮气压力影响氮气流量，压力越高，流量越大。④氮露点，即氮的含水量。氮气直接接触产品时也有一定的露点(含水量指标)要求，否则也会影响产品质量。

2、了解客户提供的上述四个指标后，如何有效地为客户选择配套设备：

①液氮的温度为-200℃大多数行业不能直接使用如此低的温度。液氮必须通过空气温度气化装置气化，才能达到常温。由于液氮形状与水相似，体积被压缩(每吨液氮可根据使用压力气化700-800Nm³，纯度为99.995%氮气)，便于运输。大量氮气可通过气化装置快速提供，液氮压力露点较低(约-70%℃），因此，液化氮如此高的指标可以满足各行各业的需求。

②然而，液氮的使用门槛也相对较高。例如，如果剂量太小，只能购买散装，瓶装氮气的成本非常高；液氮需要专用场地（土木工程）、专用储存设备和气化设备。特种设备使用登记证具有月度最低消费量，不稳定剂量不划算。液化氮气的性能指标相同，因此低纯度（如99.9%纯度）的用户增加了使用成本。

③PSA变压吸附制氮可根据用量要求定制不同尺寸的制氮设备，并配备相应的空气压缩机和干燥机获取氮气。相应的设备规格满足95%、99%、99.99%和99.995%的纯度。压力是0.1MPa，还是30MPa也可以得到。

④PSA系统选型:(如图)

上图是一套常规参数(纯度95-99.99%)Nm³/H，压力0.1-0.75MPa、压力露点-40℃配置图)

看到上面的配置图，你最大的疑问是如何选择空气压缩机？空气压缩机根据氮气的纯度、流量和压力进行选择。氮气的纯度流量决定了我们选择哪种类型的碳分子筛，不同的碳分子筛对应于不同的空氮比（以下为我司常规CMS-空氮比为260分子筛。

例如：120Nm³/H-99.99%制氮机空气消耗计算:120/60*4.9=8.8m³/min（其中60为60min，4.九是空氮比.6m³/min为实时消耗，根据干燥机的消耗量，空压机的选择应放大10%-30%)

如果干燥机部分配有吸干机气耗，需要放大30%，空气压缩机至少应选择12%.5m³/min根据此流量选择相应的空压机功率75KW即可。

计算空压机流量后，可获得整个管道内的气压(如压缩空气压力最高0.8MPa，氮气压力最高为0.7MPa）。

根据成品氮气露点要求配置干净化部分。

1)无露点要求，冷干燥机可单独配置。由于碳分子筛也具有吸附水分子的作用，成品氮压露点为-30℃下面。但碳分子筛长期使用含水量较高的压缩气体，会软化碳分子筛，加速衰减，降低使用寿命。

2)建议在制氮机前端配备吸附式干燥机。吸干机处理后的压缩空气压力露点为-30~-40℃含水量和含油量都很低，碳分子的污染可以忽略不计，可以大大延长碳分子的使用寿命，降低机阀件的故障率。

3)如果需要较低的露点，可以放大干燥机或定制低露点吸干机，达到-50~-70℃成品氮气露点。

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