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?dú)庵圃鞕C(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(jì)和制造的氮?dú)庵圃煸O(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(shí)使用兩個(gè)吸附塔，由進(jìn)口PLC自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)口氣動(dòng)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(shí)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(gè)時(shí)候氮的吸附量只有5%左右，所以這個(gè)時(shí)候吸附的大體上是氧氣，剩下的大體上是氮?dú)狻＿@樣，如果將吸附時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)，就可以初步分離氧氣和氮?dú)狻Ｒ簿褪钦f，吸附和解吸是由壓力差異實(shí)現(xiàn)的，壓力升高時(shí)吸附，壓力下降時(shí)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(shí)間來實(shí)現(xiàn)的，時(shí)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(shí)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?dú)獠粌H可以生產(chǎn)氮?dú)猓€可以生產(chǎn)液氮，可以滿足需要液氮的工藝要求，可以儲(chǔ)存在氮?dú)鈨?chǔ)油罐中，在氮?dú)忾g歇負(fù)荷或空分設(shè)備小維修時(shí)，儲(chǔ)油罐內(nèi)的液氮進(jìn)入汽化器加熱后，可以送到產(chǎn)品氮?dú)夤艿乐校瑵M足工藝裝置的氮?dú)庑枨蟆５蜏氐獨(dú)獾墓ぷ髦芷?兩次大加熱之間的間隔)一般在一年以上，所以低溫氮?dú)庖话悴豢紤]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(zhǎng)期運(yùn)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(duì)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”。混合氣體在膜兩側(cè)壓力不好時(shí)，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?jìng)?cè)濃縮，滲透率較慢的氣體(如甲烷、氮、氬等)