制氮機是根據變壓吸附原理，采用高品質(zhì)的碳分子篩作為吸附劑，在一定的壓力下，從空氣中制取氮氣。經(jīng)過(guò)純化干燥的壓縮空氣，在吸附器中進(jìn)行加壓吸附、減壓脫附。由于空氣動(dòng)力學(xué)效應，氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠大于氮，氧被碳分子篩優(yōu)先吸附，氮在氣相中被富集起來(lái)，形成成品氮氣。然后經(jīng)減壓至常壓，吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質(zhì)，實(shí)現再生。一般在系統中設置兩個(gè)吸附塔，一塔吸附產(chǎn)氮，另一塔脫附再生，通過(guò)PLC程序控制器控制氣動(dòng)閥的啟閉，使兩塔交替循環(huán)，以實(shí)現連續生產(chǎn)高品質(zhì)氮氣之目的。整套系統由以下部件組成：壓縮空氣凈化組件、空氣儲罐、氧氮分離裝置、氮氣緩沖罐。
1、壓縮空氣凈化組件
空氣壓縮機提供的壓縮空氣首先通入壓縮空氣凈化組件中，壓縮空氣先由管道過(guò)濾器除去大部分的油、水、塵，再經(jīng)冷凍干燥機進(jìn)一步除水、精過(guò)濾器除油、除塵，并由在緊隨其后的超精過(guò)濾器進(jìn)行深度凈化。根據系統工況，特別設計了一套壓縮空氣除油器，用來(lái)防止可能出現的微量油滲透，為碳分子篩提供充分保護。設計嚴謹的空氣凈化組件確保了碳分子篩的使用壽命。經(jīng)本組件處理后的潔凈空氣可用于儀表空氣。
2、空氣儲罐
空氣儲罐的作用是：降低氣流脈動(dòng)，起緩沖作用；從而減小系統壓力波動(dòng)，使壓縮空氣平穩地通過(guò)壓縮空氣凈化組件，以便充分除去油水雜質(zhì)，減輕后續PSA氧氮分離裝置的負荷。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換時(shí)，它也為PSA氧氮分離裝置提供短時(shí)間內迅速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內壓力很快上升到工作壓力，保證了設備可靠穩定的運行。
3、氧氮分離裝置
裝有碳分子篩的吸附塔共有A、B兩只。當潔凈的壓縮空氣進(jìn)入A塔入口端經(jīng)碳分子篩向出口端流動(dòng)時(shí)，O2、CO2和H2O被其吸附，產(chǎn)品氮氣由吸附塔出口端流出。經(jīng)一段時(shí)間后，A塔內的碳分子篩吸附飽和。這時(shí)，A塔自動(dòng)停止吸附，壓縮空氣流入B塔進(jìn)行吸氧產(chǎn)氮，對并A塔分子篩進(jìn)行再生。分子篩的再生是通過(guò)將吸附塔迅速下降至常壓脫除已吸附的O2、CO2和H2O來(lái)實(shí)現的。兩塔交替進(jìn)行吸附和再生，完成氧氮分離，連續輸出氮氣。上述過(guò)程均由可編程序控制器(PLC)來(lái)控制。當出氣端氮氣純度大小設定值時(shí)，PLC程序作用，自動(dòng)放空閥門(mén)打開(kāi)，將不合格氮氣自動(dòng)放空，確保不合格氮氣不流向用氣點(diǎn)。氣體放空時(shí)利用消聲使噪聲小于75dBA。
4、氮氣緩沖罐
氮氣緩沖罐用于均衡從氮氧分離系統分離出來(lái)的氮氣的壓力和純度，保證連續供給氮氣穩定。同時(shí)，在吸附塔進(jìn)行工作切換后，它將本身的部分氣體回充吸附塔，一方面幫助吸附塔升壓，另外也起到保護床層的作用，在設備工作過(guò)程中起到極重要的工藝輔助作用。
