變壓吸附制氮裝置的原理是什么？
變壓吸附制氮裝置不管是什么吸附，對(duì)于同樣的吸附氣體(吸附質(zhì))，吸附平衡的情況下，溫度越低，壓力越高，吸附量越大。相反，溫度越高，壓力越低，吸附量越小。因此變壓吸附制氮裝置的氣體的吸附分離方法一般采用恒溫吸附或變壓吸附兩種循環(huán)過(guò)程。
壓力不變
如果壓力不變，在常溫或低溫下吸附、高溫解吸的方法稱為變溫吸附(TSA)。顯然變溫吸附是通過(guò)改變溫度進(jìn)行吸附和解吸。變溫吸附工作在低溫(常溫)吸附等溫線和高溫吸附等溫線之間的垂直線上進(jìn)行。吸附劑比熱容大，導(dǎo)熱(導(dǎo)熱)小，因此加熱和冷卻需要很長(zhǎng)時(shí)間，操作麻煩，因此恒溫吸附主要用于吸附質(zhì)較少的氣體凈化。
溫度不變
如果溫度不變，在施加壓力的情況下吸附，減壓(真空萃取)或常壓脫附的方法稱為變壓吸附。可見(jiàn)，變壓吸附可以改變壓力，吸附、解吸。變壓吸附工作可以看作是等溫過(guò)程，因?yàn)槲絼⿲?dǎo)熱率低，吸附熱和吸熱引起的吸附劑床層溫度變化不大。其工作條件沿著常溫吸附等溫線大致進(jìn)行，在高壓力(P2)下吸附，在低壓力(P1)下吸收。變壓吸附是沿著吸附等溫線進(jìn)行的，因此從靜態(tài)吸附平衡來(lái)看，吸附等溫線的斜率對(duì)溫度有很大影響，如果溫度不變，壓力和吸附量之間的關(guān)系如圖所示表示吸附壓力，PL表示解吸(減壓后)壓力，此時(shí)PH和PL必須響應(yīng)的吸附量之間的差異明顯大于線性吸附等溫線的有效吸附量(Langmuir型)吸附往往在壓力環(huán)境中進(jìn)行，變壓吸附提出了壓力與減壓相結(jié)合的方法，這是一種通常由加壓吸附、減壓組成的吸附1解吸系統(tǒng)。等溫的情況下，加壓吸附與減壓相結(jié)合，形成吸附工作循環(huán)過(guò)程。吸附劑對(duì)吸附劑的吸附量隨著壓力的增加而減少，同時(shí)在減壓(減少到大氣壓或真空)過(guò)程中釋放吸附的氣體，使吸附劑再生成為可能。外部世界可以在不提供熱量的情況下進(jìn)行吸附劑再生。因此，變壓吸附又稱為等溫吸附，又稱為無(wú)熱再生吸附。
變壓吸附、吸附，PSA從空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣中首先進(jìn)入冷干機(jī)去除水分，然后進(jìn)入由兩個(gè)吸附塔組成的PSA除氮裝置，利用填充在塔中的專用碳分子篩吸附劑選擇性吸附O2、CO2等雜質(zhì)氣體成分，產(chǎn)品N2純度為99%，從塔頂排出。
脅迫時(shí)吸附在吸附劑上的氧氣被脫解，通過(guò)塔底逆向排出，吹洗后吸附劑再生。再生完畢的吸附劑，可以在均壓升壓和產(chǎn)品升壓后轉(zhuǎn)移到吸附上。兩塔交替使用，達(dá)到了連續(xù)分離空氣制氮的目的。用碳分子篩制氮主要基于氧和氮向碳分子篩擴(kuò)散的速度不同。在0.7-1.0Mpa壓力下，即氧在碳分子篩表面的擴(kuò)散速度大于氮的擴(kuò)散速度，重點(diǎn)放在碳分子篩優(yōu)先吸附氧上，氮大多豐富在吸附想象中。碳分子篩具有加壓時(shí)對(duì)氧的吸附容量增加，減壓時(shí)對(duì)氧的吸附量減少的特性。利用這一特性，利用變壓吸附法分離氧和氮。可以得到99.99%的氮。
