南通工业制氮装置哪里好

1. 工业制氮机出压力一般多少

工业制氮机出口压力一般是0.1~1Mpa，具体数值，看需要多大立方的制氮机以及需要纯度是多少，纯度一般分99%、99.9%、99.99%、99.999%

制氮机厂家选择的方法一：根据自己的实际情况和行业要求选择符合需求的制氮机。制氮机有很多种型号，比如冶金、金属加工行业需要的氮气纯度达到99.999%以上，而电子行业对于氮气的要求则是99.99%以上，因而选择的制氮机型号和品质也大不相同，所以选择制氮机首先要考虑行业因素。

制氮机厂家选择的方法二：考察制氮机的制造厂，不同的制氮机制造厂生产的制氮机也不同，我们可以综合评估制造厂的各个方面情况，来选择制氮机。

制氮机厂家选择的方法三：评估制氮机的生产指标，有些制氮机在生产的时候各项指标都不够明确，所以我们要特别注意，而各项指标都是合格并且优秀的制氮机，品质不会太差，我们可以选择。

制氮机厂家选择的方法四：通过制氮机的性质来判断制氮机的好坏，比如制氮机的制氮量和制氮速度，其操作系统是否顺畅，其制作材质是否防腐蚀，其漏气率等都可以判断制氮机的好坏。

2. 工业制氮机哪个品牌好

制氮机基本上水平相差不大，主要看使用的配件品牌，还有就是制氮机的后期保养和维修，国内比较老的工业制氮机厂家有个瑞气设备始于1979年，西梅卡1995年，补充下国外的制氮机比国内的技术高很多~不过价格及维护成本也提高不少~

3. 拜托!工业制氮的具体方法

分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学
问题描述:

工业上制造氮气有哪些方法呢?请尽量列举,并告诉我具体方法.

解析:

磁性材料生产企业如何选择供氮方式

黄落星

（江阴市长江气体分离设备有限公司，江苏江阴 214401）

1 序言

磁性材料中高性能MnZn铁氧体（高μi和功率铁氧体）的烧结和NdFeB等稀土永磁合金生产中的细粉碎工序都需要高纯氮气进行保护，以防止磁体（粉）在工艺过程中的氧化。

众所周知，MnZn铁氧体是由Fe、Mn、Zn的氧化物在高温烧结时产生固相反应生成的。Mn、Fe极易变价，在不同的温度和气氛（氧分压）条件下，Mn、Fe的价态是不同的，要使MnZn铁氧体达到所要求的磁性能，必须保证其中各金属离子处于特定的价态和适宜的晶体结构，除有合适的配方外，关键是应在平衡气氛条件下进行烧结，而保护气体则是实施平衡气氛烧结的基本物质条件之一。氮窑清洗仓的氮中氧含量希望在50×10－6以下，故要求氮气的纯度在99．995％以上，且对杂质气（O2、H2）的量有较严格的限制：一条年产1000吨左右的MnZn铁氧体生产线，一般氮耗量在100～120Nm3／h。

NdFeB等稀土永磁合金中的稀土金属即使是在常温条件下，也很易氧化而导致稀土永磁合金性能降低，过量氧化将使合金性能大为恶化。因为1份氧能使6份（重量）的稀土元素氧化而失去作用。以NdFeB为例，要制得N45的磁体必须保证其生产工艺环境中的氧含量≤0．01％，最终产品中的氧含量为0．09±0．02％（质量分数）〔1〕。若用氮气作为工艺环境气体其氮气纯度必须在99．99％以上。

目前国内外大规模工业化生产稀土永磁合金的制（细）粉工序都采用一种名为“氮气流磨”的设备，它是利用高速氮气流带动物料相互碰撞而达到研磨效果的，制得的粉料粒径要求在3～5μm，有很大的表面积，极易氧化，故氮气必须是高纯级，对O2、H2等杂质气量也有严格要求。年生产100吨左右的NdFeB生产线通常要消耗60Nm3／h左右的高纯氮气。

2 磁性材料生产用氮气的技术要求

从使用着眼，氮气有四个基本参数需要注意，即纯度、流量、露点和压力，参数值因用途不同而异，供需双方为取得共识，有必要先简单介绍一下四个技术参数的概念。

2．1 纯度

纯度是氮气的一个重要技术参数，按国标氮气的纯度分为工业用氮气、纯氮和高纯氮三级，它们的纯度分别为99．5％（O2≤0．5％），99．99％（O2≤0．01％）和99．999％（O2≤0．001％）。

2．2 流量

它是指气体流动过程中，单位时间内通过任一截面的气体量。流量有两种方式来表示，即体积流量和质量流量。前者指通过管路任一截面的气体体积，后者为通过的气体质量，在气体工业中一般均采用体积流量以m3／h（或L／h）为度量单位。因气体体积与温度、压力和湿度有关，为便于比较通常所说的体积流量是指标准状态（温度为20℃，压力为0．101MPa，相对湿度为65％）而言，此时的流量以Nm3／h为单位，“N”即表示标准状态。

2．3 压力

压力有表压和绝对压力之分，工程上把大于大气压力并以大气压力为起点（零点）来表示的压力称为“表压”，把压力为零时称为“绝对压力”，在气体行业中，若无特殊说明其压力均指表压，其单位为MPa，在许多计算中，常要用“绝对压力”，它们之间有如下关系：

绝对压力＝表压＋大气压力

2．4 露点

它是指气体中的水份从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的温度。当未饱和水蒸气变成饱和水蒸气时，有极细的露珠出现，出现露珠时的温度叫做“露点”，它表征气体中的含水量，露点越低，表示气体中的含水量越少，气体越干燥。露点和压力有关，因此又有大气压露点（常压露点）和压力下露点之分。大气压露点是指在大气压力下水份的凝结温度，而压力下露点是指该压力下的水份凝结温度，两者有换算关系（可查换算表），如压力0．7MPa时压力露点为5℃，则相应的大气压（0．101MPa）露点则为－20℃。在气体行业中，若无特殊说明，所指的露点均为大气压露点。

上面简介了气体几个参数的意义，磁性材料用氮气可根据其工艺要求，提出参数的具体指标：

（1）氮气流量。流量的确定主要依据是用氮设备的类型、设备数量和生产工艺。以MnZn铁氧体烧结用氮窑为例，长窑和短窑，单板窑和双板窑，进行致密化烧结和不进行致密化烧结，调窑水平不同等用气量都有较大差别。此外，在确定氮气用量时，还应留有适当余量。

（2）氮气纯度。依据生产工艺确定，对于磁性材料一般都要求高纯氮——纯度≥99.995% ，O2和H2含量在一定范围。

（3）压力。依据设备和工艺来确定其氮气的最低压力值，然后利用调压阀调节到工艺所需压力。

（4）露点。水气也是一种氧化性气体，当然应有限制。对于磁性材料用氮而言，通常只要露点≤－60℃，即氮中水份含量≤10．7×10－6就可满足工艺要求。

3 高纯氮源

能满足磁性材料使用的高纯氮源有以下三类可供选择：

3．1 瓶装氮气

钢瓶容积为40L，额定充压15MPa，足额贮气6m3，根据用户需求不同，瓶装氮气的纯度有99．5％，99．99％和99．999％之分，磁性材料用氮其纯度为≥99．995％，它是深冷空分之产品，通过膜压机灌充而得。按规定氮气钢瓶外涂黑色漆并有黄色漆字“氮”标识，另外有标牌标明其“纯度”及检验合格等。由于各地的供求情况不同，瓶装高纯氮气的价格有很大差异，从18～90元／瓶不等，即氮气价为3～15元／m3。

3．2 液氮

液氮是深冷空分制氮的产物，在标准状态下，1m3液氮可气化为643m3的氮气，但使用时的实际利用率一般在95％上下，即1m3液氮能实际利用的氮气约为610m3左右，目前市场液氮价格平均为1000元／m3左右，则氮气单价为1．67元／m3。

使用液氮时，用户必须配备液氮贮罐与流量相应的气化器及与压力相应的调压阀等。液氮纯度高，质量稳定，供应一般有保证，使用方便。

3．3 现场制氮

现场制氮是指氮气用户自购制氮设备制氮，目前国内外，工业规模制氮有三类：即深冷空分制氮、变压吸附制氮和膜分离制氮。

3．3．1 深冷空分制氮

它是一种传统的空分技术，已有九十余年的历史，它的特点是产气量大，产品氮纯度高，无须再纯化便可直接应用于磁性材料，但它工艺流程复杂，占地面积大，基建费用高，需专门的维修力量，操作人员较多，产气慢（18～24h），它适宜于大规模工业制氮，氮气成本在0．7元／m3左右。

3．3．2 变压吸附制氮与氮气纯化装置相组合

变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支，是人们长期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。七十年代西德埃森矿业公司成功开发了碳分子筛，为PSA空分制氮工业化铺平了道路。三十年来该技术发展很快，技术日趋成熟，在中小型制氮领域已成为深冷空分的强有力的竞争对手。

变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作吸附剂，利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性，运用变压吸附原理（加压吸附，减压解吸并使分子筛再生）而在常温使氧和氮分离制取氮气。

变压吸附制氮与深冷空分制氮相比，具有显着的特点：吸附分离是在常温下进行，工艺简单，设备紧凑，占地面积小，开停方便，启动迅速，产气快（一般在30min左右），能耗小，运行成本低，自动化程度高，操作维护方便，撬装方便，无须专门基础，产品氮纯度可在一定范围内调节，产氮量≤2000Nm3／h。但到目前为止，除美国空气用品公司用PSA制氮技术，无须后级纯化能工业化生产纯度≥99．999％的高纯氮外（进口价格很高），国内外同行目前一般用PSA制氮技术只能制取氮气纯度为99．9％的普氮（即O2≤0．1％），个别企业可制取99．99％的纯氮（O2≤0．01％），纯度更高从PSA制氮技术上是可能的，但制作成本太高，用户也很难接受，所以用非低温制氮技术制取高纯氮还必须加后级纯化装置。氮气纯化方法（工业规模）目前有三种：

（1）加氢除氧法。在催化剂作用下，普氮中残余氧和加入的氢发生化学反应生成水，其反应式：2H2＋O2＝2H2O，再通过后级干燥除去水份，而获得下列主要成份的高纯氮：N2≥99．999 ％，O2≤5×10－6，H2≤1500×10－6，H2O≤10．7×10－6。制氮成本在0．5元／m3左右。

（2）加氢除氧、除氢法。此法分三级，第一级加氢除氧，第二级除氢，第三级除水，获得下列组成的高纯氮：N2≥99．999％，O2≤5×10－6，H2≤5×10－6，H2O≤10．7×10－6。制氮成本在0．6元／m3左右。

（3）碳脱氧法。在碳载型催化剂作用下（在一定温度下），普氮中之残氧和催化剂本身提供的碳发生反应，生成CO2。反应式：C＋O2＝CO2。再经过后级除CO2和H2O获得下列组成的高纯氮气：N2≥99．999％，O2≤5×10－6，CO2≤5×10－6，H2O≤10．7×10－6。制氮成本在0．6元／m3左右。

上述三种氮气纯化方法中，方法（1）因成品氮中H2量过高满足不了磁性材料的要求，故不采用；方法（2）成品氮纯度符合磁性材料用户的要求，但需氢源，而且氢气在运输、贮存、使用中都存在不安全因素；方法（3）成品氮的质量完全可满足磁性材料的用气要求，工艺中不使用H2，无加氢法带来的问题，氮中无H2且成品氮的质量不受普氮波动的影响，故和其他氮气纯法相比，氮气质量更加稳定，是最适合磁性材料行业中一种氮气纯化方法。

3．3．3 膜分离空分制氮与氮纯化装置相组合

膜分离空分制氮也是非低温制氮技术的新的分支，是80年代国外迅速发展起来的一种新的制氮方法，在国内推广应用还是近几年的事。

膜分离制氮是以空气为原料，在一定的压力下，利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。它与上述两种制氮方法相比，具有设备结构更简单、体积更小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快（3min以内）、增容更方便等特点，但中空纤维膜对压缩空气清洁度要求更严，膜易老化而失效，难以修复，需要换新膜，膜分离制氮比较适合氮气纯度要求在≤98％左右的中小型用户，此时具有最佳功能价格比；当要求氮气纯度高于98％时，它与同规格的变压吸附制氮装置相比，价格要高出30％左右，故由膜分离制氮和氮纯化装置相组合制取高纯氮时，普氮纯度一般为98％，因而会增加纯化装置的制作成本和运行成本。

除上述三种高纯氮现场制气方法外，近年来又出现了一种租赁供氮方式即由用户租赁制氮设备现场制气或由制氮设备生产企业在氮气使用现场制氮，用户买气，按量付款。因供气量多少不同，价格在1．0～1．4元／m3左右。虽然单位制氮成本比自购设备现场制氮要高，但一次性投资少，使用方便，用户无风险，但此种方式适宜于用气量较大的场合，否则，租赁费用会增加。各种高纯氮源氮气单价汇总如表1。

4 供氮方式的选择

上述几种高纯氮源从氮气质量上来讲，均可满足磁性材料的用气要求，但在氮气成本上差异较大，用气量愈大，差异愈显着。企业选择何种供氮方式，应在充分了解各供气方式特点的基础上，根据本企业的产品、生产工艺、生产规模、用气设备类型、数量、资金状况、发展规划等综合考虑供氮方式和供氮规模。

4．1 NdFeB生产线

NdFeB生产线主要用氮设备为“气流磨”，根据生产规模来决定“气流磨”的类型和数量，氮气用量就依此而定了下来，目前国内生产企业除极少数生产规模很小，而采用瓶装氮外，其他各企业有的采用液氮，有的采用PSA现场制氮。

4．2 MnZn铁氧体生产线

4．2．1 真空气氛炉

以真空气氛炉为烧结设备的，因真空气氛炉是间歇式作业，一般以24h为一生产周期，单台用气量不大，且非连续均衡用气而是相对集中，短时内用气量较多，这类企业往往生产规模都不大，几乎全都采用瓶装氮气，使用灵活、方便。虽然氮气单价在各种供氮方式中是最高的，但因总用气量有限，故经济上尚能承受。

4．2．2 氮窑

以氮窑为烧结设备的，因氮窑是连续作业的设备，用气量较多，而且从趋势来看，各企业新置氮窑正向长窑和长双板窑方向发展，单台用气量一般在30～50Nm3／h。氮窑的烧结的工艺特点决定了供气的连续性，氮气的高纯性，氮量的匹配性和氮气纯度、流量、压力的稳定性和用氮气要低成本，这是氮窑供气的基本要求，显然使用瓶装氮气已不适宜。目前国内企业采用的供氮方式主要有两种，即液氮和现场制氮。

（1）液氮。使用液氮者，在企业建立之时，一般生产规模都不大，通常只有一两条窑，虽然知道现场制氮的成本最低，但由于资金或是考虑到以后的发展等原因，大都决定是先采用液氮，以后视企业情况而定。一旦企业扩能或资金情况允许，从降低生产成本着眼，大都会改用现场制氮方式，但企业若资金允许而近两年内又无扩能计划，笔者认为单台窑用气量超过30Nm3／h，还是自购PSA制氮设备制氮为佳。因与使用液氮相比，30Nm3／h制氮机组年氮费可节省约24万元，设备总投入在40万元左右，一年半左右可收回设备投资，PSA制氮机寿命可达10年，10年内可省氮费200万元。

（2）现场制氮。自购设备现场制取高纯氮，虽然一次性投资较大，但运行成本较低（0．7元／m3以内）。它与采用液氮相比，相同的用气量，每年节约的费用可在一年半以内收回设备全部投资。现场制氮的三种技术——深冷空分制氮、PSA制氮和膜分离制氮各有特点，且在不同产氮量及氮气纯度范围各有优势，已有文章〔2〕专门对三者进行了投资价值分析，结论是氮气纯度为99．99％以上，产氮量在500Nm3／h以内，PSA制氮（加纯化）可以与深冷空分竞争。

目前国内磁性材料（MnZn铁氧体）生产企业采用现场制氮又有两种方式即深冷空分制氮和PSA制氮（加纯化）。

①深冷空分制氮。这类企业建立于90年代前，建立时就有相当规模，从经济角度来看不宜采用液氮，而当时深冷空分制氮又是国内唯一的工业化制氮技术，加之资金条件能允许，故采用了深冷空分制氮。限于当时的生产规模，制氮设备的产氮量均在200Nm3／h以下。设备能耗高，故障率高，要定期大修。进入90年代中期，由于新的制氮技术——PSA制氮在国内迅速发展和推广应用，它显示了许多独特的优点，故愈来愈受到中小型氮气用户的欢迎。

②PSA制氮。PSA制氮和氮气纯化相组合制取高纯氮采用的是下面的工艺流程和设备配置：

液氮贮罐是任何磁性材料企业现场制氮都必须配备的，它的作用是在设备正常维护（如空压机换油和空气净化设备的滤芯清洗或更换）时的短时停机或设备偶发故障的停机维修时保证供气的连续性的备用措施。此工艺制取的高纯氮气质量完全可与液氮相比。配备了液氮贮罐，用户已无供气的后顾之忧，实践也充分证明了这点。江阴市长江气体分离设备有限公司自1997年以来已有四套PSA高纯制氮机组一直在浙江、江西、山东等四家MnZn铁氧体生产企业使用，设备运行良好，技术成熟，质量稳定，完全可满足高档磁芯的生产要求；这四家企业中原有三家是使用液氮，一家是使用深冷空分，因故障频发，难以修复，而改用了长江制氮设备都取得了显着的效益。

企业一旦决定采用现场制氮，应明确技术要求，对供应商进行考察和全面评估，择优而廉者选之。

5 结论

（1）明确对氮源的要求是选择供氮方式的前提。

（2）熟悉各种氮源的特点是选择供氮方式的基础。

（3）用氮量在30Nm3／h以上时，选择现场制氮比较经济，用气量越大，效益越显着。

（4）用氮量在500Nm3／h以下时，PSA高纯制氮机组现场是最佳选择。

参考文献：

[1] 杨达起等.第四届全国磁性材料与器件应用技术交流会论文集.1999.77.

[2] 郑林强.机械工业气体分离设备科技信息变压吸附分网第二次全网大暨学术交流会论文集.1999.19.

4. 工业如何制作氮气

工业制氨气的方法：

一、布朗的三塔三废锅氨合成圈

布朗三塔三废锅氨合成圈由3个合成塔和3个废锅组成。塔内有催化剂筐，气体由外壳与筐体的间隙从底部向上流过，再由上向下轴向流过催化剂床。

三塔催化剂装填量比二塔多，最终出口氨含量可以从16.5%提高到21%以上，减少了循环气量，节省了循环压缩功。合成塔控制系统非常简单，各塔设有旁路用阀门调节气体入塔温度。

二、伍德两塔三床两废锅氨合成圈

伍德两塔三床两废锅氨合成圈采用两个较小的合成塔，3个催化剂床，两塔塔后各连一个废锅。这种结构使反应温度分布十分接近最优的反应温度，气体的循环量和压降小，投资和能耗节省，副产高压蒸汽多。

三、托普索两塔三床两废锅氨合成圈

托普索S-250系统采用无下部换热的S-200合成塔和S-50合成塔组成。还包括：废锅和锅炉给水换热器回收废热；合成塔进出气换热器，水冷器，氨冷器和冷交换器，氨分离器及新鲜气氨冷器等。

合成塔为径向流动催化剂床，采用1.5mm～3mm小催化剂，压降为0.3MPa。由S-200型塔出来的合成气，经废热锅炉回收热量，并保证入S-50型塔的合适温度，以提高单程合成率。

四、工业天然气制氨

天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%～0.3%（体积）。

经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。

五、工业重质油制氨

重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。

参考资料来源：

网络—氨气

网络—氨气制法

5. 选择好的制氮机要注意哪些

从细节掌握psa制氮机选型的大方向
变压吸附制氮机（Pressure Swing Adsorption，简称PSA制氮机）是一种采用碳分子筛作为吸附剂的先进气体分离技术，它在当今世界的现场供气方面具有不可替代的地位，普遍应用于各行各业，在现有几百家制氮企业当中，客户该如何选用一台性能完好的制氮机，是许多客户面临首选难题，对于一台制氮机的选型涉及问题较多，但只要我们仔细分析、比较、把握重点，就可以得到满意结果。
首先，在确定具体型号规格前（即每小时产氮量、氮气纯度、出口压力、露点），应着重对制氮机的性能和特点作全面的比较分析，同时要针对自己现有环境条件，作出正确的选择。
第一、从以下几个方面对制氮机进行比较和分析：
a) 整套系统设计的合理性；
b) 碳分子筛装填技术及压紧方式；
c) 控制阀门的使用寿命；
d) 研究开发，制造经验、用户业绩；
第二、影响制氮机成本的因素：
1) 整套系统一次性投资；
2) 分子筛使用寿命；
3) 使用过程中所需的配件寿命及费用；
4) 操作维护、保养费用及电、水、压缩空气耗用量；
第三、影响制氮机稳定性因素：
制氮机是涉及机、电、仪表集一体高科技术产品，在长期使用中设备的稳定尤其重要。我们从制氮机的组成不难看出，影响稳定性有以下两点：
1、 控制阀门：
对于变压吸附制氮机来讲，阀门必须具有以下几点性能：
a)材质性能好，绝对不漏气；
b)在接受控制信号的0.02秒内完成开或关动作；
c)能承受频繁的开、关，保证足够长的使用寿命；
1.1、阀门故障根源
正常的使用情况下，每只程控阀门在每一个周期（120秒左右）必须开关一次，按制氮机每年300个工作日计算，每天24小时连续动行，吸附与解吸周期为4分钟计，那么每只阀门每年需要开、关20多万次。而只要其中一只阀门出现故障都会影响整台设备正常。所以阀门连续使用寿命是制氮机稳定可靠的最重要一环节。
2、碳分子筛是变压附制氮机核心：
2.1、碳分子筛性能指标：
a.硬度
b.产氮量（Nm3/T-h）
c.回收率（N2/Air）%
d.填装密度
以上指标碳分子筛生产厂家均已在出厂时注明，但只能作为参考数据，如何使碳分子筛发挥最大效能，这跟每个制氮厂家的工艺流程以及吸附塔高径比有着直接的关系，同时保证分子筛的使用寿命就很有讲究：
2.2、 碳分子筛装填技术：
碳分子筛装入吸附塔时必须具备专门的填装技术，否则极易粉化并导致失效，从工艺流程我们可以发现，当压缩空气高速从吸附塔底部进入时，如果没有特殊的气体分布器，分子筛受到气流的强力冲击、摩擦，容易造成分子筛的粉化。另外分子筛填入吸附塔内是不可能绝对紧密，在使用一段时间后，分子筛之间的空隙在减小，慢慢下沉，如果没有分子筛自动填补装置和压紧装置，吸附塔上部就会出现明显空间。当压缩空气进入吸附塔下部时，分子筛就会在气流的冲击作用力下，在短时间内发生快速的位移，导致分子筛互相碰撞、摩擦并与吸附塔壁发生撞击，这样就容易使分子筛粉化失效。
2.3、空气中油、水对分子筛的影响：
由于空气含一定水和油蒸汽，经过压缩机后，如果不经严格空气净化处理，油蒸汽容易被碳分子筛所吸附，并难以脱附，填塞分子筛孔径，导致分子筛“中毒”失效。所以在压缩空气进入吸附塔前设置严格空气净化装置，是保证分子筛使用寿命必不可少的一环。水对分子筛来讲虽然不是致命的，但会使分子筛吸附“负荷”增加，即影响其吸附O2、CO2之能力，因此压缩空气干燥除水，是提高分子筛吸附能力和稳定不可忽视的问题。
3、方案剖析
针对以上各种难题萨普做了专项研发，为此对整套制氮系统做了精心的设计和布置，整套制氮装置包含以下几部分。
3.1系统流程图

3.1.1空压机
空压机是提供气源的主要部分，经过压缩的空气首先通入压缩空气净化组件除水、除油后进入空气净化组件
3.1.2空气净化装置
空气净化组件由高效过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、超精过滤器、催化剂除油器等组成，压缩空气进入管道过滤器除去＞1μm的微粒及大部分的水，保障冷冻干燥机和后级过滤器的正常使用，经冷冻干燥机使之强制冷却到5℃左右，使空气中的水汽凝结成水，通过分水过滤器分离并过滤后，由排污阀排出，使压缩空气露点达到-10℃，经精过滤器过滤＞0.01μm的微粒及油水，再进入超精过滤器过滤油、水;过滤精度＞0.001μm,经除油器中的活性碳吸附残余的微量的油雾，得到洁净的压缩空气通过管道进入氮氧分离系统,保证分子使用长寿。
3.1.3空气储气罐组件
空气储气罐其作用是保证系统的平稳用气，降低气流脉动 ，起缓冲作用，从而减小系统压力波动，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化系统，以便充分除去油水杂质，减轻后续PSA氧氮分离装置的负荷。同时，在氧氮分离系统进行周期工作切换时，也为氧氮分离系统提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，从而使吸附塔内的吸附压力很快上升到工作压力，保证了设备稳定运行。
3.1.4氧氮分离系统
氧氮分离系统是制氮机的核心部分，由两只吸附塔、压缩装置、程控阀、等部件组成，我院采用高品质的进口阀门，无泄漏使用寿命长达300万次以上，为整套装置提供了可靠的性能保障。
3.1.5氮气缓冲罐
氮气缓冲罐主要是由缓冲罐、粉尘过滤器、流量计、调压阀、节流阀等组成，以用户现场提供稳定的氮气源。总结：通过以上的方案剖析，我们可以对制氮机结构及组成有了一定的认识和理解，但对于不同的环境工况以及不同的工艺使用条件，设备在配置会有一定的选择性。

6. PSA制氮机的比较

随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。 氮气的化学性质不活泼，在寻常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气—氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰**气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。
纯净的氮气无法从自然界直接汲取，主要采用空气分离法。空气分离法中包括：深冷法、变压吸附法(PSA)、膜分离法。
二、PSA制氮机的工艺流程和设备简介
1、工艺流程简介
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，经严格的除油、除水、除尘净化处理，输出洁净的压缩空气，目的是确保吸附塔内分子筛的使用寿命。装有碳分子筛的吸附塔共有二个，一个塔工作时，另一个塔则减压脱附。洁净空气进入工作吸附塔，经过分子筛时氧、二氧化碳和水被其吸附，流至出口端的气体便是氮气及微量的氩和氧。另一塔（脱附塔）使已吸附的氧气、二氧化碳和水从分子筛微孔中脱离排至大气中。这样两塔轮流进行，完成氮氧分离，连续输出氮气，见图-2。变压(_bian4 ya1)吸附制取的氮气纯度为95%-99.9%，假如需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。变压吸附制氮机输出的95%-99.9%氮气进入氮气净化设备，同时通过一流量计添加适量的氢气，在净化设备的除氧塔中氢和氮气中的微量氧进行催化反应，以除去氧然后经水冷凝器冷却，汽水分离器除水，再通过干燥器深度干燥（两个吸附干燥塔交替使用：一个吸附干燥除水，另一个加热脱附排水），得到高纯氮气，此时的氮气纯度可达99.9995%，见图-3。目前海内变压吸附制氮最大的生产能力为3000m3n/h。
三、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。
四、深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较
1、流程比较
从以上的论述中我们可以发现：变压吸附制氮流程简朴，设备数量少，主要设备仅有空压机、空气干燥器、吸附制氮机和储气罐等。而深冷制氮流程复杂，设备数量多，主要设备有空压机、空冷器、空气净化干燥器、换热器、膨胀机和精流塔等。
制氮机
2、产品种类和纯度比较
深冷制氮不仅可以生产氮气而且可以生产液氮，满意需要液氮的工艺要求，并且可在液氮贮槽内贮存，当出现氮气间断负荷或空分设备小修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道满意工艺装置对氮气的需求。深冷制氮的运转周期（指两次大加温之间的间隔期）一般为1年以上，因此，深冷制氮一般不考虑备用。而变压吸附制氮只能生产氮气，无备用手段，单套设备不能保证连续长周期运行。
深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。氮气纯度受到(de dan qi _dan qi chun shou )氮气负荷、塔板数量、塔板效率和液空中氧纯度等的限制，调节范围很小。因此，对于一套深冷制氮设备其产品纯度基本是一定的，不便调节。变压吸附制氮制取的氮气纯度一般在95%-99.9%范围内，假如需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。氮气纯度只受产品氮气负荷的影响，在其他条件不变情况下，氮气排出量越大，氮气的纯度就越低；反之则越高。因此，对于一套变压吸附制氮设备只要负荷答应其产品纯度可以在90-99.9%之间任意调节。
3、运行控制比较
深冷法由于是在极低温度下进行的，设备在投入正常运行之前，必须有一个预冷启动过程，启动时间即从膨胀机启动至氮气纯度达到要求的时间一般不小于12h；设备在进入大修之前，必须有一段加温解冻的时间，一般为24h。因此，深冷法制氮设备不宜常常起、停，宜长时间连续运行。变压吸附法启动时，只要按一下按钮，启动30分钟内便可以获得合格的氮气产品，假如需要高纯的氮气，那么经过氮气净化装置，大约再用30分钟便可获得99.99%-99.9999%的高纯氮气。停机时也只需按一下按钮便可。因此，变压吸附制氮特殊适用于间断运行的情况。
现在深冷法制氮一般均采用先进的DCS（或PLC）计算机控制技术，实现中控、机旁、就地一体化的控制，可有效的监控整套设备的生产过程。变压吸附制氮采用智能化全自动控制，按钮即可进行氮气生产，无需专人治理。
五、结论
对于石油化工装置，所需氮气纯度大多为99.9%，从以上对深冷制氮和变压吸附制氮的简介及比较中，我们可以得出以下结论：
a)当氮气连续负荷大于600 m3n/h，间断负荷用量不太大，可以通过液氮汽化满意要求时，应采用深冷制氮。
b)当氮气连续负荷大于600 m3n/h，间断负荷用量大，液氮汽化已不能满意其用量时，可采用以深冷制氮为主，变压吸附间断供气的方式。
c)当氮气连续负荷小于600 m3n/h，可采用变压吸附制氮。
d)变压吸附制氮特殊适用于氮气负荷小于3000 m3n/h，氮气纯度为95%，并且是间断运行工况。
e)当工艺装置需要液氮时，除非有外部供给液氮的可能，否则均应采用深冷制氮。