制氮機(jī)是指以空氣為原料，利用物理方法分離其中的氧和氮，獲得氮的設(shè)備。應(yīng)用于工業(yè)的氮氣制造機(jī)根據(jù)分類方法可分為低溫空氣分離法、分子篩空氣分離法(PSA)和膜空氣分離法三種。

　　制氮機(jī)是根據(jù)變壓吸附技術(shù)設(shè)計和制造的氮氣制造設(shè)備。制氮機(jī)以優(yōu)質(zhì)進(jìn)口碳分子篩(CMS)為吸附劑，在常溫下利用變壓吸附原理(PSA)分離空氣，制成高純氮。一般同時使用兩個吸附塔，由進(jìn)口PLC自動啟動進(jìn)口氣動閥門，交替加壓吸附和解壓，完成氮氧分離，獲得所需的高純度氮。

　　PSA變壓吸附制氮原理：

　　碳分本身可以同時吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的增加而提高，在相同的壓力下，氧和氮的平衡吸附量沒有太大差異。因此，單靠壓力變化很難完成氧和氮的有效分離。如果進(jìn)一步考慮吸附速度，可以有效地分離氧和氮的吸附特性。氧分子直徑比氮分子小，所以擴(kuò)散速度比氮快數(shù)百倍，所以碳分子篩吸附速度也很快，大約一分鐘就達(dá)到了90%以上。這個時候氮的吸附量只有5%左右，所以這個時候吸附的大體上是氧氣，剩下的大體上是氮氣。這樣，如果將吸附時間控制在1分鐘以內(nèi)，就可以初步分離氧氣和氮氣。也就是說，吸附和解吸是由壓力差異實現(xiàn)的，壓力升高時吸附，壓力下降時解吸。區(qū)分氧和氮是兩者吸附的速度下降，是通過控制吸附時間來實現(xiàn)的，時間控制得很短，氧已經(jīng)被充分吸附，氮還沒來得及吸附就停止吸附過程。因此，變壓吸附氮要有壓力變化，時間也要控制在1分鐘以內(nèi)。

　　制氮機(jī)的低溫空分制氮原理：

　　低溫氮氣不僅可以生產(chǎn)氮氣，還可以生產(chǎn)液氮，可以滿足需要液氮的工藝要求，可以儲存在氮氣儲油罐中，在氮氣間歇負(fù)荷或空分設(shè)備小維修時，儲油罐內(nèi)的液氮進(jìn)入汽化器加熱后，可以送到產(chǎn)品氮氣管道中，滿足工藝裝置的氮氣需求。低溫氮氣的工作周期(兩次大加熱之間的間隔)一般在一年以上，所以低溫氮氣一般不考慮備用。變壓吸附劑氮只能產(chǎn)生氮，沒有備用手段，單套設(shè)備不能保證連續(xù)的長期運行。

　　制氮機(jī)的膜空分制氮原理：

　　空氣被壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入高分子膜過濾器，由于各種氣體在膜中的溶解和擴(kuò)散系數(shù)不同，所以不同氣體在膜中的相對滲透率不同。根據(jù)這一特性，可以將各種氣體分為“送風(fēng)”和“過期”?；旌蠚怏w在膜兩側(cè)壓力不好時，滲透率較快的氣體(如水、氫、氦、硫化氫、二氧化碳等)通過膜后，在膜的滲透側(cè)濃縮，滲透率較慢的氣體(如甲烷、氮、氬等)