A генератор азота относится к устройству, которое использует воздух в качестве сырья и использует физические методы для разделения кислорода и азота для получения азота. В зависимости от различных методов приготовления его можно разделить на: криогенное разделение воздуха, разделение воздуха на молекулярных ситах (PSA) и мембранное разделение воздуха.
Производство азота ПСА использует воздух в качестве сырья, углеродное молекулярное сито в качестве адсорбента и принцип адсорбции при перепаде давления для избирательной адсорбции кислорода и азота через углеродное молекулярное сито, что приводит к разделению азота и кислорода. Этот метод представляет собой новую технологию производства азота, которая быстро развивалась в 1970-х годах.
По сравнению с традиционными методами производства азота он отличается простотой технологического процесса, высокой степенью автоматизации, быстрым производством газа (15-30 минут), низким энергопотреблением, регулируемой чистотой продукта в широком диапазоне в соответствии с потребностями пользователя, удобным управлением и техническое обслуживание, низкие эксплуатационные расходы и высокая адаптируемость устройства. Поэтому он вполне конкурентоспособен в оборудование для производства азота ниже 1000 Нм3/ч и становится все более популярным среди малых и средних пользователей азота.
Производство азота PSA стало предпочтительным методом для малых и средних потребителей азота. Углеродное молекулярное сито может одновременно адсорбировать кислород и азот в воздухе, и его адсорбционная способность также увеличивается с увеличением давления, и нет существенной разницы в равновесной адсорбционной способности кислорода и азота при одном и том же давлении. Поэтому трудно добиться эффективного разделения кислорода и азота только на основе изменения давления. Если дополнительно рассмотреть скорость адсорбции, можно эффективно различить характеристики адсорбции кислорода и азота. Молекулы кислорода имеют меньший диаметр, чем молекулы азота, поэтому скорость их диффузии в сотни раз выше, чем у азота. Таким образом, углеродные молекулярные сита также быстро адсорбируют кислород, достигая более 90% примерно за одну минуту; На данный момент адсорбционная способность азота составляет всего около 5%, поэтому адсорбируемый материал состоит в основном из кислорода, а остальной материал - в основном из азота. Таким образом, если время адсорбции контролируется в пределах 1 минуты, кислород и азот могут быть предварительно разделены, а это означает, что адсорбция и десорбция достигаются за счет разницы давлений. При повышении давления происходит адсорбция, при понижении давления – десорбция. Различие между кислородом и азотом основано на разнице в скорости адсорбции между ними, достигаемой путем контроля времени адсорбции. Время контролируется очень короткое, и кислород полностью адсорбируется, а азот еще не успел адсорбироваться, останавливая процесс адсорбции. Следовательно, производство азота с помощью адсорбции с переменным давлением требует изменения давления, и время должно контролироваться в пределах 1 минуты.
