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制氮機(jī)工藝原理

碳分子篩可以同時(shí)吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的升高而升高，而且在同一壓力下氧和氮的平衡吸附量無明顯的差異。因而，僅憑壓力的變化很難完成氧和氮的有效分離。如果進(jìn)一步考慮吸附速度的話，就能將氧和氮的吸附特性有效地區(qū)分開來。氧分子直徑比氮分子小，因而擴(kuò)散速度比氮快數(shù)百倍，故碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約1分鐘就達(dá)到90%以上；而此時(shí)氮的吸附量僅有5%左右，所以此時(shí)吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮?dú)狻＿@樣，如果將吸附時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)的話，就可以將氧和氮初步分離開來，也就是說，吸附和解吸是靠壓力差來實(shí)現(xiàn)的，壓力升高時(shí)吸附，壓力下降時(shí)解吸。

制氮機(jī)是以壓縮空氣為原料，利用一種叫作碳分子篩的吸附劑對(duì)氮、氧的選擇性吸附，把空氣中的氮分離出來。碳分子篩對(duì)氮、氧的分離作用主要是基于氮、氧分子在分子篩表面的擴(kuò)散速率不同。較小直徑的氧分子擴(kuò)散較快，較多地進(jìn)入分子篩固相；較大直徑的氮分子擴(kuò)散較慢，較少進(jìn)入分子篩固相。這樣，氮在氣相中得到富集。一段時(shí)間后，分子篩對(duì)氧的吸附達(dá)到一定程度，通過減壓，被碳分子篩吸附的氣體被釋放出來，分子篩也 了再生。這是基于分子篩在不同壓力下對(duì)吸附氣體的吸附量不同的特點(diǎn)。變壓吸附制氮設(shè)備通常使用二個(gè)并聯(lián)的吸附器，交替進(jìn)行加壓吸附和減壓再生，操作循環(huán)周期約2分鐘。