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制氮机制取氮气，是把空气作为原料，利用物理的方法将空气中的氧气和氮气分离，获得纯度不等的氮气设备。工业上应用的制氮机，根据制氮的方式不同，大致可以分为三类：分子筛空分法（PSA）、深冷空分法、膜制氮。



制氮机工作原理结构图

SR制氮机是通过变压吸附（PSA）的方式，在节能的同时，制取不同纯度氮气。空气是具有可压缩性，经过空气压缩机做机械功使本身体积缩小，压力提高后的空气成为压缩空气。制氮机是采用变压吸附的原理制造氮气，分子筛为吸附剂，从压缩空气中制取不同纯度的氮气。通常使用两个吸附塔，一个吸附，一个再生，形成连续不间断的工作模式。由进口的PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离。

PLC在制氮机上的应用

vi

中吸附的氧分子经由电磁气动控制阀 Y5 排空，即 B 塔解吸至常压。 A、B 两塔交替进行连

续供氮。当 A塔中碳分子筛对氧的吸附量将达到平衡时，则该塔立即停止吸附，此时 Y1、

Y4、Y5、Y8均处于关闭状态，而 Y2、Y3、Y6、Y7同时处于开启状态。实行 A、B两吸附塔

均压，均压后即切换进入 B塔吸附、 A塔解吸状态。此时压缩空气经电气控制阀 Y1、Y3进

入 B吸附塔下部，经 B塔中碳分子筛床层吸附。分离出来的氮气经 Y7、Y8 进入氮气储罐，

即 B塔吸附制氮。 这样 A、B两塔交替吸附、 解吸，即形成连续不断的向氮气储罐输送氮气。

以上 Y1—Y8 电气控制阀的动作顺序、 切换时间等全部由 PLC控制，使二塔连续不断供应合

格氮气。

、

空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸，持续时间为几十秒。

同时左吸附塔中碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀释放回大气当中，此过程称之为解吸。反之左塔吸附时右塔同时也在解吸。

为使分子筛中释放出的氧气完全排放到大气中，氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附塔，把塔内的氧气吹出吸附塔。这个过程称之为反吹，它与解吸是同时进行的。

右吸结束后，进入均压过程，再切换到左吸过程，一直循环进行下去。

PSA制氮机的氮气产量上限在哪？PSA制氮机是一种通过物理方法获取氮气9的设备，技术相当成熟可靠。它主要是通过碳分子筛作为吸附剂，利用加压吸附，解吸的原理从空气中吸附和释放氮气。PSA制氮方式从理论上来说，可以生产任意需求量的成品氮气，但考虑到实际情况，PSA制氮机的氮气产量达到某个临界点后，其生产氮气的回报就变得很低。这是因为，PSA制氮的空氮比在4.5左右；如果是生产1万立方的氮气，所需的空气量就可能要4.5万立方，这意味对于整个制氧系统°的负载就非常大，生产成本很高，所以对企业来说，很不划算。以我们的经看，PSA制氮机的氮气产量上限大概在3000立方；小于3000立方的用氨需求，才能体现出PSA制氮机合理的投入产出比。