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01，制出氮气如何用？   由于目前工艺技术的逐步提高，对制造环境的要求也越来越苛刻，导致对N2的用量以及纯度的要求也大大提高，某些制程对纯度要求可以达到9N【还不了解9N？下方的链接会告诉你“电子行业之气体知识通解”】 02 常用制氮法原理 PSA变压吸附法 这种方法常采用两塔并联吸附模式（以分子筛作为吸附剂），由PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成N2和O2的分离，获得所需高纯度的氮气。  PSA变压吸附示意图 分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，仅仅考虑压力是无法将N2和O2分开的，所以进一步考虑吸附速度——利用氧和氮的吸附特性将他们有效地区分开来。  O2与N2分子直径（单位：纳米） 特性：因为O2直径<N2直径，因而扩散速度比N2快数百倍，故分子筛吸附O2的速度更快，吸附约1分钟就达到90%以上;而此时氮的吸附量仅有5%左右，故吸附的大部分都是O2，剩下的大部分是N2。 【PSA制成的都是气态N2】 原理总结： 分子筛对N2和O2的吸附速度不同（分子直径不同）→产生速度差→再配合分子筛的吸附和解吸（吸附--解吸的原理是压力差，P升高吸附、P下降解吸）→达到吸附O2、剩下N2的目的。 膜空分法 膜分离就是利用各种气体在高分子膜上的渗透速率的不同来进行气体分离，其分离动力为气体在膜两侧的分压差，所以膜法气体分离没有相变、不需要再生，操作维护也较简单。 【膜空分制成的也都是气态N2】  膜空分制氮流程 原理总结： 其过程是气体分子首先被吸附并溶解于膜的高压侧表面，然后借助于浓度梯度在膜中扩散，最后从膜的低压侧解析出来。  膜分离示意图 其结果是小分子和极性较强的分子的通过速度较快（如水、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集），而大分子和极性较弱的分子的通过速度较慢（如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则被滞留在膜的侧被富集） 深冷法制氮 深冷空分制氮以空气为原料，经过压缩、净化、用热交换使空气液化，液化空气主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同（O2是-297.3℃/N2是-320.3℃），通过精馏，从而使它们分离来获得氮气。  大致原理（按顺序）： 1.过滤 在被导入原料空气压缩机之前，空气将流经入口空气过滤器（去除气流中灰尘、污物以及其它微粒） 2.压缩 对过滤后的空气进行压缩（不含油），为后续分离工艺提供能量。 空气压缩机内含级间冷却器，会对压缩空气进行冷却 3.后冷却器 在级间冷却器冷却后气体再经过后冷却器，对空气进行再一步的冷却 4.空气预冷系统 经过后冷却器后的气体，再经过空气预冷系统，通常将空气冷却至8℃（将空气中大部分的水冷凝下来）→再经过水分离器除掉水分→纯化装置吸附  制氮系统示意图 5.净化 在进入纯化装置时，会先在空气干燥器吸附器中对残留的CO2和H2O进行吸附（这两种不良因子会在低温下先冻结并且导致导致主热交换器被堵塞，为了避免这种情况发生，需定期在吸附和再生之间对吸附器介质床进行循环，来清除掉CO2和H2O） 6.工艺冷却（在冷箱中的主热交换器冷却至液态温度） 预纯化装置将排出的不含二氧化碳的干燥空气（已除去CO2和H2O）导入到冷箱中的主热交换器进行工艺冷却（冷却到液态温度），由于这种温度交换是不完全的，并且由于在冷箱内部是低温环境，外部的热量不可避免的传导进冷箱，造成冷损，因此必须通过废气膨胀来进行不间断制冷，用来满足设备的热平衡。  冷箱工作示意图 7.低温蒸馏进行气体分离 主热交换器排出的全部工艺空气被导入精馏塔的底部，因此空气会通过精馏塔塔板上升，在空气上升的过程中，由于填料中含有氧气浓度各不相同的液体。空气会冷凝并且落到精馏塔的底部，从而导致在下方集液槽形成富含氧气的液体（液氧/H2O等），利用两者沸点不同，N2会先从液态转化为气态在精馏塔上部集中（上方有筛板，直至出口处出现高纯氮气），纯氮气会分成两股氮气流：一股氮气流作为纯氮气产品被排出冷箱；另一股氮气流将进入冷凝蒸发器中进行冷凝。  精馏塔示意图 连续抽出在精馏塔底部形成的富氧液空，经过节流阀节流后进入冷凝蒸发器中，冷凝从下塔产生的氮气，同时富氧液空蒸发，下塔产生的氮气流被冷凝成液体。液态氮作为回流返回精馏塔的顶部。 - |
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