一、分子篩制氮機的原理。
分子篩氮氣發(fā)生器利用變壓吸附原理從空氣中分離氮氣。分子篩對空氣中氧和氮的分離效果主要是基于這兩種氣體在碳分子篩表面的擴散速率不同。直徑較小的氣體分子(O2)擴散速度較快，進入分子篩微孔的氣體分子較多。直徑較大(N2)的氣體分子擴散速度較慢，進入分子篩微孔較少，因此在氣相中可以得到富氮組分。因此，全自動控制系統(tǒng)利用分子篩在一定時間內對氧氣和氮氣吸附量不同的特點，按照特定的可編程順序，應用加壓吸附和常壓分析的循環(huán)過程，完成氮氣和氧氣的分離，獲得所需的高純氮氣。
二、分子篩制氮機的控制條件。
1.空氣壓縮凈化過程。
純生空氣進入分子篩吸附塔是非常必要的，因為進入吸附塔的顆粒和有機氣體會堵塞碳分子篩的微孔，逐漸降低碳分子篩的分離性能。凈化原始空氣的方法包括:
A.空氣壓縮機的進氣口遠離油霧和有機氣體的地方；
b、經(jīng)過冷干燥器、吸附劑凈化系統(tǒng)等，最后處理后的原料空氣進入碳分子篩吸附塔。
2.氮氣發(fā)生器的氮氣濃度和氣體產(chǎn)量。
分子篩制氮時，其N2濃度和產(chǎn)氣量可根據(jù)用戶需要任意調節(jié)。當采氣時間和操作壓力確定后，采氣量會降低，N2濃度會增加，反之，N2濃度會降低。用戶可以根據(jù)實際需要進行調整。
3.均衡時間。
分子篩制氮過程中，當一個吸附塔的吸附結束后，該吸附塔內的加壓氣體可以從上下方向注入另一個再生吸附塔，兩個塔的氣體壓力相同。這一過程稱為吸附塔均壓，通過選擇合適的均壓時間，可以回收能量，減緩對吸附塔內分子篩的沖擊，從而延長碳分子篩的使用壽命。基準閥的切換速度一般為1-3秒。
4.產(chǎn)氣時間。
根據(jù)分子篩對氧和氮的不同吸附和擴散速率，其對O2的吸附可在短時間內達到平衡。此時N2的吸附量很小，產(chǎn)氣時間短可以有效提高碳分子篩的產(chǎn)氣率，同時也增加了閥門的工作頻率，所以閥門的性能也很重要。一般吸附時間為30-120秒。小型高純氮氣發(fā)生器建議產(chǎn)氣時間短，大型低濃度氮氣發(fā)生器建議產(chǎn)氣時間長。
5.工作壓力。
分子篩不僅具有動力學效應，還具有平衡吸附效應。吸附質的分壓高，吸附量也高，所以穩(wěn)壓器的吸附是有利的，但是吸附壓力太高，對空壓機的建模要求也比較高。此外，常壓再生和真空再生對吸附壓力的要求不同。綜合考慮各種因素，建議大氣再生過程的吸附壓力為7-10巴/厘米。
06.使用溫度。
選擇較低的吸附溫度作為吸附劑有利于碳分子篩的性能，有利于在條件允許的情況下降低制氮機工藝中的吸附溫度。
