空气分离制氮机

不同供气方式下的氮气成本现代工业用氮的制取方法都是以空气为原料，将其中的氧和氮分离而获得。目前主要有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。

深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近九十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183，后者的为-196)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12~24h)，安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm³以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20%~50%。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。

分子筛空分制氮是以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15~0分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据满足用户需求。

膜空分制氮是80年代国外迅速发展的又一种新型制氮技术。膜空分制氮的基本原理是以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度98％的中、小型氮气用户。而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上。

PSA设备与深冷技术比较

PSA设备主要由空压机、压缩空气净化装置、氧氮分离系统组成，稳定性高；

操作极为方便，主要运行部件为管道式气动阀，其密封件寿命可达150万次以上；

而深冷设备组成为：空压机、预冷机、纯化器、膨胀机、精馏塔、液空过滤器、换热器……设备组成相对复杂、故障点多，纯化器中的电加热器、固态继电器需经常更换，其中的13X分子筛也需三年左右更换一次，膨胀机也容易发生烧瓦事故，因而稳定性不高；

PSA设备开机时间极短，并且可以随开随停。而深冷设备开机时间为16-48小时，甚至更长，一旦设备出现停机，重新开机相当麻烦。PSA设备组成简单，因而占地极少，无须任何基础，安装调试极为方便，现场费用低；

而深冷设备占地极较多，现场基建工作量大，费用高，现场及基建费用 约占设备投资的20%，安装调试时间长。