一文读懂制氮机的现有种类以及各自的优势
制氮机目前有变压吸附、膜分离以及深冷三种类型，本文会详细介绍工作原理以及各自的优势
在当今的工业生产以及诸多领域中，氮气的身影无处不在，发挥着极为关键的作用。制氮机，作为高效制取氮气的设备，其重要性不言而喻。目前，市面上主流的制氮机类型主要有 PSA 制氮机、膜分离制氮机以及深冷设备三种，它们各自有着独特的工作原理、显著的优势以及一定的局限性。下面，让我们深入了解一下这三种制氮机。
PSA 制氮机
工作原理
PSA 制氮机，即变压吸附制氮机，它以空气为原料，利用碳分子筛对氧气和氮气的吸附能力差异来实现氮氧分离。其工作过程大致如下：首先，洁净干燥的压缩空气进入装有碳分子筛的吸附塔。在压力作用下，由于氧分子相较于氮分子更小，更易被碳分子筛吸附，于是通过吸附塔的气体主要成分便为氮气。当吸附塔内的碳分子筛吸附氧达到饱和状态时，通过降低吸附塔内的压力，使碳分子筛吸附的氧分子脱附，从而实现碳分子筛的再生，以备下一次吸附。通常，PSA 制氮机采用两个吸附塔并联的方式，由进口 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，以此完成氮氧分离，持续稳定地制取高纯度的氮气。
优势
成本效益显著：以空气为原料，只需电力驱动，运行成本相比外购氮气可降低 50% - 80%。长期使用下来，能为企业节省大量的资金成本。
氮气纯度灵活可调：根据不同的工艺需求，氮气纯度可在 95% - 99.999% 的宽泛范围内进行调节，能够很好地满足各类对氮气纯度要求不同的行业，如食品、医药、电子等行业的多样化需求。
启动迅速：开机 15 - 30 分钟即可产出合格氮气，对于一些间歇性生产的企业而言，这一特性极为实用，可有效减少等待氮气供应的时间，提高生产效率。
自动化程度高：配备 PLC 智能控制系统，可实现全自动运行和远程监控。操作人员无需时刻值守，设备便能按照预设程序稳定运行，不仅降低了人力成本，还能及时发现并处理可能出现的故障。
安全环保：无需高压储存和运输，降低了因高压带来的安全风险。并且制氮过程无废水废气排放，符合当下绿色环保的生产理念。
膜分离制氮机
工作原理
膜分离制氮机同样以空气为原料，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。空气经压缩机压缩过滤后进入高分子膜过滤器，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率不同。其中，渗透速率相对快的气体，如水、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则被滞留在膜的另一侧被富集，从而达到混合气体分离的目的，获得氮气。
优势
结构简单紧凑：相较于其他类型的制氮机，膜分离制氮机的结构更为简单，体积更小，占地面积小，对于一些空间有限的企业或场所来说，具有很大的优势，安装和部署更为便捷。
维护量少：没有复杂的切换阀门等易损部件，日常维护工作相对较少，降低了维护成本和维护难度，减少了因设备故障导致的停机时间，提高了设备的运行稳定性和可靠性。
产气速度快：通常在短时间内即可产出氮气，能够快速满足生产对氮气的紧急需求，特别适合那些对氮气供应及时性要求较高的生产工艺。
深冷设备
工作原理
深冷设备制氮是通过低温（约 - 180℃）将空气液化，然后利用不同气体在不同温度下的沸点差异，通过逐步蒸发的方式，使氮、氧、氩等气体分离。具体过程为：首先将空气进行压缩、冷却，使其液化，接着进入精馏塔。在精馏塔中，由于氮气的沸点（ - 196℃）低于氧气（ - 183℃），在升温蒸发过程中，氮气先从液态空气中蒸发出来，经过冷凝、提纯等一系列工艺处理后，得到高纯度的氮气产品。
优势
氮气纯度极高：能够生产出纯度极高的氮气，通常可达到 99.999% 以上，甚至更高，完全能够满足对氮气纯度要求极为苛刻的行业，如半导体工业、电子芯片制造等领域的需求，确保产品质量和生产工艺的高精度要求。
适合大规模生产：具备强大的产气能力，可实现大规模的氮气生产，对于那些氮气用量巨大的企业，如钢铁冶炼厂等，深冷设备能够稳定、持续地提供充足的氮气供应，满足其大规模生产的需求。
产品气种类丰富：不仅可以制取高纯度的氮气，在分离过程中还能同时获得氧气、氩气等其他有用气体，实现多种气体的联产，提高了空气资源的综合利用率，增加了企业的经济效益。
综上所述，PSA 制氮机、膜分离制氮机以及深冷设备这三种制氮机各有千秋。企业在选择制氮机时，需要综合考虑自身的生产规模、对氮气纯度和流量的需求、场地条件、资金预算以及运行成本等多方面因素，权衡利弊，选择最适合自己企业的制氮机类型，从而实现高效、经济、稳定的氮气供应，为企业的生产经营活动提供有力保障。
其他领域
油品储存和油气田井的加压管道清清和吹扫，氮封，氮气置换、溶剂回收。
用于食品保鲜和粮食储存，杀虫，食品干燥和灭菌，食品快速冷冻等。
为新能源材料制备、电池生产等环节提供所需的气体原料以及营造惰性气体环境。
保障电子元器件的制造与设备稳定运行，为火力发电相关设备保养、助燃、冷却等环节提供气体支撑
制氮机:生物制药中防氧化，抑制细菌生成、产生异味，全过程保护。制氧机:提供富氧环境:
采空区或其他地点出现火灾征兆需要注氮防火 时，氮气装置下井。用于退火保护气，烧结。
运用于航空航天复材领域，为大型碳纤维复合材料机翼的成型和加固工艺提供所需的惰性气氛。
为油气储备的安全防护、防止氧化、氮封及煤炭 储备的抑尘、防火、氮封等方面提供保障。