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PSA制氮机空气分离的工作原理及过程介绍...

变压吸附(Pressure Swing Adsorption简称PSA)是一种先进的气体分离技术,因其流程简单、运行可靠、操作简便而广泛应用于空气干燥、净化、分离(提纯氮气或氧气)等领域。

空气分离(提纯氮气为例)是在装有碳分子筛(Carbon Molecular Sieves,简称CMS)的吸附塔中进行的,其主要原理是:由于空气中氮、氧两种气体分子在碳分子筛表面微孔的扩散速率不同,直径较小的氧分子扩散较快,较多的进入分子筛固相(微孔),直径较大的氮分子扩散较慢,进入分子筛固相(微孔)较少,这样,在气相中就得到氮气的富集部分;在吸附吸附平衡一定压力条件下,空气压力越高,碳分子筛的吸附量越大;反之,压力越低,则吸附量越小。

当开启进气阀时,压缩的洁净空气由吸附塔的入口端进过其内部的碳分子筛向出口端顺向流动, 氧分子、二氧化碳等气体分子组分被快速吸附,产品氮气在吸附塔的出口端得到高纯度富集并经出气阀流入氮气缓冲罐,经过一段时间,碳分子筛吸附饱和,这时,自动关闭进气阀和出气阀,吸附塔停止吸附,并对碳分子筛进行再生,碳分子筛再生是通过打开排气阀将吸附塔内的气体逆流放空,脱除已吸附的氧分子、二氧化碳等气体分子组分。吸附和解吸过程是通过压力变化来实现的,故该工艺称为变压吸附(PSA)。