變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,簡稱PSA)氣體分離技術是非低溫氣體分離技術的重要分支,是人們長期來努力尋找比深冷法較簡單的空分方法的結果。七十年代西德埃森礦業(yè)公司成功開發(fā)了碳分子篩,為PSA空分制氮工業(yè)化鋪平了道路。三十年來該技術發(fā)展很快,技術日趨成熟,在中小型制氮領域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。
變壓吸附制氮是以空氣為原料,用碳分子篩作吸附劑,利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性,運用變壓吸附原理(加壓吸附,減壓解吸并使分子篩再生)而在常溫使氧和氮分離制取氮氣。
變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比,具有顯著的特點:吸附分離是在常溫下進行,工藝簡單,設備緊湊,占地面積小,開停方便,啟動*,產(chǎn)氣快(一般在30min左右),能耗小,運行成本低,自動化程度高,操作維護方便,撬裝方便,無須專門基礎,產(chǎn)品氮純度可在一定范圍內調節(jié),產(chǎn)氮量≤2000Nm/h。但到目前為止,除美國空氣用品公司用PSA制氮技術,無須后級純化能工業(yè)化生產(chǎn)純度≥99.999%的高純氮外(進口價格很高),國內外**一般用PSA制氮技術只能制取氮氣純度為99.9%的普氮(即O2≤0.1%),個別企業(yè)可制取**的純氮(O2≤0.01%),純度較高從PSA制氮技術上是可能的,但制作成本太高,用戶也很難接受,所以用非低溫制氮技術制取高純氮還加后級純化裝置。
膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術的新的分支,是80年代國外*發(fā)展起來的一種新的制氮方法,在國內推廣應用還是近幾年的事。
膜分離制氮是以空氣為原料,在一定的壓力下,利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比,具有設備結構較簡單、體積較小、無切換閥門、操作維護也較為簡便、產(chǎn)氣較快(3min以內)、增容較方便等特點,但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求較嚴,膜易老化而失效,難以修復,需要換新膜,膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶,此時具有較佳功能價格比;當要求氮氣純度**98%時,它與同規(guī)格的變壓吸附制氮裝置相比,價格要高出30%左右,故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時,普氮純度一般為98%,因而會增加純化裝置的制作成本和運行成本。
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詞條說明
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