PSA制氮机原理

山东佳脉气体工程有限公司  张经理  

PSA空分制氮机理

PSA空分制氮机：是以洁净压缩空气为原料、采用碳分子筛为吸附剂、利用PSA技术为原
理，实现空气分离并获取产品氮气的机械设备。
PSA：即变压吸附，Pressure Swing Adsorption的简称。通常，气体压力越高则吸附剂的
吸附量越大，反之则越小。所以，利用气体压力的周期性涨落，加压吸附，降压解吸（脱
附），从而实现气体连续分离。此即为PSA循环过程。
碳分子筛：是具有丰富微孔，并经特殊调孔处理的活性炭颗粒。空气分离用碳分子筛特殊
的微孔结构，并由于氧氮分子运动直径的微小差别，使得其对氧分子的吸附速度远大于氮
分子。

PSA空分制氮过程
PSA空分制氮机一般采用两塔结构，交替循环工作，连续获取氮气。一个循环周期的基本过程如下：
1．A塔吸附，同时B塔再生
首先，洁净的压缩空气自A塔的入口端向出口端流动， O2、CO2和H2O被碳分子筛吸附，而N2和Ar不易被吸附而做为产品气输出。与此同时， B塔进行再生。
2．A塔对B塔均压
经一段时间后， A塔吸附饱和， B塔完成再生。这时，将A、B两塔连通，使A塔的部分气体移到B塔，终达到两塔压力基本均衡（即均压），以提高原料空气利用率。
3． B塔吸附，同时A塔再生
A对B均压结束后，洁净的压缩空气进入B塔吸附产氮，与此同时，A塔进行再生。
4． B塔对A塔均压
经一段时间后， B塔吸附饱和，A塔完成再生。这时，将B塔与A塔连通进行均压，使B塔的部分气体移到A塔。
前述过程完成后，进入下一个循环周期，即重复1～4个步骤。
再生是通过以下两个方法共同实现的：
1. 变压法：逆流放空以降低吸附器的压。
2. 惰性吹扫法：以少量产品氮气对吸附塔进行逆流吹扫，将氧气充分移除到塔外。