制氮設備的基本原理主要是通過物理方法,如變壓吸附技術(PSA),從空氣中分離出氧氣和氮氣,從而獲得氮氣。其核心部件包括高品質的碳分子篩作為吸附劑,以及相關的空氣凈化、儲罐、氧氮分離和氮氣緩沖等組件。
在工作過程中,首先經過凈化的壓縮空氣進入吸附塔,通過碳分子篩進行加壓吸附和減壓脫附。由于空氣動力學效應,氧在碳分子篩微孔中的擴散速率遠大于氮,因此氧被優(yōu)先吸附,而氮則在氣相中被富集起來,形成成品氮氣。
當吸附飽和后,通過減壓至常壓,吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質,實現(xiàn)再生。通常,系統(tǒng)中設置兩個吸附塔,一塔吸附產氮,另一塔脫附再生,通過PLC程序控制器控制氣動閥的啟閉,使兩塔交替循環(huán),實現(xiàn)連續(xù)生產高品質氮氣。
總的來說,制氮設備通過變壓吸附技術,利用碳分子篩的吸附性能,實現(xiàn)了對空氣中氮氣和氧氣的有效分離,從而得到純凈的氮氣供應。這種設備在工業(yè)生產、實驗室應用、食品保鮮、醫(yī)療設備等領域中得到了廣泛的應用。