变压吸附法制备氮气是以洁净空气为原料,主要通过两个交替工作的吸附塔来完成,首先经过过滤、压缩和净化处理后的空气进入吸附塔,在加压条件下,塔内的碳分子筛会优先吸附空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气等杂质,而氮气分子不易被吸附,从而直接通过吸附塔输出,得到合格的产品氮气,当其中一个吸附塔接近吸附饱和时,系统会自动切换到另一个吸附塔继续工作,同时对前一个塔进行降压解吸,将吸附在分子筛上的杂质气体释放出来并排出,完成分子筛的再生,两个吸附塔如此循环交替进行加压吸附、降压解吸的过程,从而实现连续稳定地制取氮气。
低温精馏法制备氮气的优点是能够获得纯度极高的氮气,高可达99.999%以上,而且产量大、运行稳定,适合大规模、连续性的工业生产,同时还能同时副产氧气、氩气等其他气体,综合利用率高,缺点是设备结构复杂、投资成本高,启动时间长,需要较长的预冷过程才能正常运行,能耗也相对较高,更适合大型化工、钢铁等企业使用。变压吸附法制备氮气的优点是设备结构简单、占地面积小,投资和运行成本较低,启动速度快,开机后短时间内就能产出氮气,操作方便、自动化程度高,可根据需求灵活调节产量和纯度,缺点是氮气纯度相对低温精馏法偏低,一般高能达到99.9% 左右,更适合中小型用氮场景,且无法副产其他气体,原料空气的利用率也相对低一些。