1、矿用PSA制氮装置原理

O2 和N2都是非极性分子，两者的动力学直径和沸点十分接近。由于碳分子筛的位阻效应，具有微孔结构的碳分子筛对O2和N2存在共吸附现象，因此在静态常压吸 附时实现氧、氮分离是比较困难的。由于碳分子筛属于速度分离型的吸附剂，O2和N2在碳分子筛表面的扩散速度不同，N2的动力学直径大于O2的动力学直 径，所以O2在碳分子筛表面的扩散速度大于N2在碳分子筛表面的扩散速度。O2优先被碳分子筛吸附，而N2不吸附富集。变压吸附碳分子制氮运用这一特性， 组成加压吸附和减压解吸过程，从而获得产品氮气。

2、矿用PSA制氮装置工艺流程

经 压缩净化后的空气进入装填有碳分子筛（CMS）的吸附塔，压缩空气流经吸附塔，期间氧分子被碳分子筛所吸附，氮气则富集在不吸附相中，由吸附塔一端流出， 进入N2储罐。经一段时间后，吸附塔中碳分子筛吸附的氧饱和，需进行再生。再生是通过停止吸附，降低吸附塔的压力，使被吸附的氧气从碳分子筛空穴中释放出 来。两个吸附塔交替进行吸附和再生，从而确保氮气的连续输出。因吸附与解吸附过程是通过压力变化实现的，故该工艺称作变压吸附（PSA）。

3、矿用PSA制氮装置特点

★ 原料无限，保证不间断连续使用，设备运行成本低廉；

★ 设备运用灵活，产品氮气纯度、压力、气量均可根据需要通过自动控制系统进行调整；

★ 制取氮气的同时，可从解吸气中获得富氧。

变压吸附技术是近40年发展起来的一项用于气体净化、分离与提纯的新技术。该技术具有设备简单、操作方便、自动化程度高、投资少、产气快等优点，得到广泛的应用。

井下制氮装置特点：

★ 全系统通过安标国家矿用产品安全标志中心审查，具备矿用产品安全标志证书。确保系统在高危环境下的安全可靠使用。
★ 全系统成套设备均放置于矿用平板车上，其长、宽、高（按用户要求）均满足矿井罐笼及井下大巷运输要求。
★ 全系统由牵引车辆牵引，可快速机动至需防灭火的区域。
★ 各功能区段均以金属高压软管联接，接通水电后即可迅速开机产氮，实施大流量制氮灭火。
★ 无需增压即可实现氮气远程输送，出口压力可调。
★ 采用全自动操作控制，预设“开机”、“待机”、“关机”三种工况模式，实现一键操作，便于井下狭窄环境下操作使用。
★ 具有超压、超温、滤芯污染报警及过载、欠压、漏电、换相隔离等保护功能。
★ 采用先进科学的结构设计，确保碳分子筛时刻处于压紧状态，避免松动粉化，保证碳分子筛的使用寿命。
★ 吸附塔内采用先进气动力布局，保证高吸附效率以及避免高速气流冲击造成碳分子筛粉化现象。
★ 采用进口BF或武田碳分子筛，使用寿命长，确保十年内不需更换。
★ 采用进口高品质滤芯，保护设备不受油水污染，避免碳分子筛中毒现象。
★ 可通过工业以太网与上位机联接，加入矿井自动化联网系统。

井下PSA制氮装置参数表