关于化工制氮机工作原理及特点详细介绍？

　　​化工制氮机主要有三种类型：深冷空分法、分子筛空分法（PSA）和膜空分法。以下是它们的工作原理及特点：
深冷空分法：
工作原理：以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同（在 1 大气压下，前者的沸点为 - 183℃，后者的为 - 196℃），通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。
特点：
优点：能够生产高纯度的氮气，纯度可高达 99.999% 以上；可同时生产液氮，满足对液氮有需求的工艺；设备运行稳定，技术成熟可靠，适合大规模工业制氮。
缺点：设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多；运行成本较高，因为需要消耗大量的能量来维持低温环境；产气慢，通常需要 12 至 24 小时才能产出合格的氮气；安装要求高、周期较长。
分子筛空分法（PSA）：
工作原理：以进口碳分子筛为吸附剂，利用常温下的变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。空气经过压缩、净化后进入吸附塔，在吸附塔中，碳分子筛对空气中的氧和氮进行选择性吸附，由于氧分子直径比氮分子小，扩散速度比氮快数百倍，碳分子筛吸附氧的速度很快，而氮的吸附量较少。通过控制吸附和解吸的时间和压力变化，将氧和氮分离，从而获得高纯度的氮气。通常采用两吸附塔并联的方式，由进口 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。
特点：
优点：工艺流程简单，自动化程度高，操作方便；产气快，一般 15 至 30 分钟即可提供合格的氮气；能耗低，以空气为原料，能耗仅为空压机所消耗的电能，运行成本较低；产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节；设备适应性较强，可根据不同的用气量和纯度要求进行设计和安装。
缺点：碳分子筛需要定期更换，增加了维护成本；对于高纯度氮气的生产，可能需要多级吸附或增加纯化设备。
膜空分法：
工作原理：空气经压缩机压缩过滤后进入高分子膜过滤器，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率不同。当混合气体在膜两侧压力差的作用下，渗透速率相对快的气体，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，而渗透速率相对较慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则被滞留在膜的另一侧被富集，从而达到混合气体分离的目的。
特点：
优点：设备结构简单，体积小，便于安装和维护；无切换阀门，运行可靠，维护量少；产气快，一般在 3 分钟以内即可获得氮气；可根据需要灵活调整氮气的产量和纯度。
缺点：氮气纯度相对较低，一般在 98% 以下；当氮气纯度要求在 98% 以上时，与相同规格的 PSA 制氮机相比价格要高出 15% 以上。