制氮机的变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)技术是一种的气体分离技术。

其提取氮气主要原理是：由于空气中氧、氮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)也较小，这样，在气相中就得到氮的富集成份；在吸附平衡情况下，空气压力越高，则碳分子筛的吸附量越大；反之压力越低，则吸附量越小。投入工业运行的PSA空分制氮装置一般具有二个或二个以上吸附器组成，各吸附器通过优化纵使，交替循环工作，以达到连续产氮和提高氮气回收率等目的。

制氮装置所需要的主要气源是达到要求的压缩空气，不需要专人控制，便可以源源不断地生产出和高纯度的氮气，运行，成本低，比购买钢瓶氮气或液氮气费用低廉好多倍。

制氮机的工艺原理

本工艺采用空气升压时，氧、氮在碳分子筛上有不同的扩散速率和不同的吸附能力来进行氧、氮分离。空气压缩到0.8～1.0MPa，经干燥、油水分离（过滤器），气源净化后进入变压吸附塔分离，加压时氧分子被扩散和吸附在碳分子筛内，未被吸附的氮气从吸附塔出口排出；时，吸附塔内的氧被脱附、排放和冲洗，吸附剂得到再生。

制氮机的结构组成

整个制氮机共有5个系统组成：

1．气源供给系统（空气压缩机、空气储罐）；

2．空气净化系统（活性炭过滤器等）；

3．氧、氮分离系统（吸附塔、管路及电磁阀）；

4．测量检测系统（产品储罐、流量计、测量分析）；

5．控制系统（电脑控制器）

对于石油化工装置，所需氮气纯度大多为99.9%，从以上对深冷制氮和变压吸附制氮的简介及比较中，我们可以得出以下结论：

a)当氮气连续负荷大于600 m3/h，间断负荷用量不太大，可以通过液氮汽化满足要求时，应采用深冷制氮。

b)当氮气连续负荷大于600 m3/h，间断负荷用量大，液氮汽化已不能满足其用量时，可采用以深冷制氮为主，变压吸附间断供气的方式。

c)当氮气连续负荷小于600 m3/h，可采用变压吸附制氮。

d)变压吸附制氮特别适用于氮气负荷小于3000 m3/h，氮气纯度为95%，并且是间断运行工况。

e)当工艺装置需要液氮时，除非有外部供应液氮的可能，否则均应采用深冷制氮。

液氮的运行成本

市场上纯度为99.999%液氮的价格是1500元/吨，一吨的液氮可汽化得到600立方左右的气态氮，每立方米氮气价格是2. 5元左右。（不含先期投入的液氮储糟、汽化器、每年的***、人工的费用）

使用液氮的费用：30Nm3/h×2.5元=75元/小时

年使用费用：75×8000小时/年=60万元/年

3、现场制氮的运行成本（按贵公司制氮项目30Nm3/h计算）

系统的运行成本主要由以下几个方面组成：

1、电能的消耗

2、人工

3、设备维护费用

4、设备的折旧