深冷制氮的工艺流程和设备简介
1、深冷制氮的典型工艺流程：
整个流程由空气压缩及净化、空气分离、液氮汽化组成。
⑴ 空气压缩及净化
空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，然后送入空气冷却器，降低空气温度。再进入空气干燥净化器，除去空气中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。
⑵ 空气分离：
净化后的空气进入空分塔中的主换热器，被返流气体（产品氮气、废气）冷却至饱和温度，送入精馏塔底部，在塔顶部得到氮气，液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发，同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气，冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液，另一部分作为液氮产品出空分塔。
由冷凝蒸发器出来的废气经主换热器复热到约130K进膨胀机膨胀制冷为空分塔提供冷量，膨胀后的气体一部分作为分子筛的再生和吹冷用，然后经消音器排入大气。
⑶ 液氮汽化
由空分塔出来的液氮进液氮贮槽贮存，当空分设备检修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道。
深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。
变压吸附制氮机(制氮装置)主要特点
1.拥有独特结构的吸附器：它是影响碳分子筛利用率、氮气回收率和碳分子筛是否粉碎的核心设备。本公司的吸附器设计独特，在吸附器内部上、下两端，安装有特殊结构型式的钢质内构件——气体分布器。它起着三方面的作用：
⑴原料空气进入吸附器后，立即沿径向分布，床层没有死角，填充的碳分子筛都得到充分利用，因而提高了分子筛利用率。
⑵通过这一气体分布器，气体在床层内的流动呈现活塞流状态，床层中无气流返混现象，提高了分离效率。
⑶在均压操作过程中，均压管道内瞬间气流速度可达亚音速程度，这对分子筛有着极大的破坏作用。本公司设计的气体分布器，可使其功能消耗殆尽，从而有效地保护分子筛免受高速气流冲刷。它能够做到吸附器在既没有填装棕垫等防冲刷辅助材料，又不需要采用弹簧等压紧装置情况下，分子筛长期使用不粉碎，不需作定期补充。
2.配备特殊结构的高效过滤器：压缩空气中油和水对于碳分子筛来说，都是有害物质，水份会降低碳分子筛部分吸附容量，油会使分子筛永久中毒不能再生。压缩空气除油、除水对PSA制氮设备非常重要。除油、除水通常都使用油水分离、粗过滤、精过滤这三台设备。本公司设计的过滤器，集三种功能于一体，一台设备达到了三台设备的功能，并且具有超低压力损失。这是保证分子筛不受油水污染，使其长期使用不失活性，分离性能不衰减、气体分离活性长期不变的关键设备。
3.工艺技术先进，装置效率大为提高：本装置采用我公司新进研究开发的制氮新工艺，这一新工艺目的在于充分挖掘分子筛的潜力，使碳分子筛产氮率和氮气回收率更高，它主要表现在：对各路气流的控制；有效地抑制吸附前沿过早突破方法；吸附床高效再生方法；系统设备匹配，保证氮气浓度、压力稳定，没有波动；装置启动时间短。
4.装置配备精良，保证运行稳定、可靠，常年运行无需维修。整套系统设备的程控阀选用德国宝帝公司生产的气动截止阀，该阀启动速度快，启动时间0.3-0.5秒，密封材质选用密封材料聚四氟乙烯，密封性能好，气密度高.为该公司专利产品，扭力小，适用能力强，适用寿命长；正常无故障运行周期十年以上。
5.先进的程序控制：为保证成套设备运行可靠，采用韩国LG的PLC系统或西门子控制器LOGO做为自动控制，内部贮存有特定系统控制软件。它既自动控制吸附器的加压吸附、均压、减压解吸的过程，同时也实时监控（触摸屏—人机界面）整套系统的全自动正常工作。该控制系统是经我公司长期实验开发并经大量用户实践证明运行安全、可靠。
采用人机界面控制，人机交互功能的远程自动控制系统由可编程控制器、触摸屏等几部分组成。
触摸屏可实现动态流程图显示，模拟量的输入、输出显示，运行状态显示，模拟量的实时显示，同时在屏上设置启动和停止等按钮，可进行各种控制参数的修改。
6.有独特结构的消声器，排气无噪音，对环境无噪声（保证设备噪音控制在80dB以下）。
深冷空分制氮
深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，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。深冷空分制氮设备复杂、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，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。变压吸附制氮 以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3／h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的选方法。膜空分制氮 以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度≤98％的中、小型氮气用户，有佳功能价格比。而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上
