A generador de nitrógeno se refiere a un dispositivo que utiliza aire como materia prima y utiliza métodos físicos para separar oxígeno y nitrógeno para obtener nitrógeno. Según los diferentes métodos de preparación, se puede dividir en: separación criogénica de aire, separación de aire por tamiz molecular (PSA) y separación de aire por membrana.
Producción de nitrógeno PSA utiliza aire como materia prima, tamiz molecular de carbono como adsorbente y principio de adsorción por cambio de presión para adsorber selectivamente oxígeno y nitrógeno a través de un tamiz molecular de carbono, lo que resulta en la separación de nitrógeno y oxígeno. Este método es una nueva tecnología de producción de nitrógeno que se desarrolló rápidamente en la década de 1970.
En comparación con los métodos tradicionales de producción de nitrógeno, tiene las características de flujo de proceso simple, alto grado de automatización, producción rápida de gas (15-30 minutos), bajo consumo de energía, pureza del producto ajustable dentro de un amplio rango según las necesidades del usuario, operación conveniente y mantenimiento, bajos costos operativos y gran adaptabilidad del dispositivo. Por lo tanto, es bastante competitivo en equipo de producción de nitrógeno por debajo de 1000 Nm3/h y es cada vez más popular entre los pequeños y medianos usuarios de nitrógeno.
La producción de nitrógeno mediante PSA se ha convertido en el método preferido para los pequeños y medianos usuarios de nitrógeno. El tamiz molecular de carbono puede absorber simultáneamente oxígeno y nitrógeno en el aire, y su capacidad de adsorción también aumenta con el aumento de la presión, y no hay una diferencia significativa en la capacidad de adsorción en equilibrio de oxígeno y nitrógeno a la misma presión. Por lo tanto, es difícil lograr una separación eficaz de oxígeno y nitrógeno basándose únicamente en cambios de presión. Si se considera más a fondo la tasa de adsorción, se pueden distinguir eficazmente las características de adsorción del oxígeno y el nitrógeno. Las moléculas de oxígeno tienen un diámetro más pequeño que las moléculas de nitrógeno, por lo que su velocidad de difusión es cientos de veces más rápida que la del nitrógeno. Por lo tanto, los tamices moleculares de carbono también adsorben oxígeno rápidamente, alcanzando más del 90% en aproximadamente un minuto; En este punto, la capacidad de adsorción de nitrógeno es sólo alrededor del 5%, por lo que el material adsorbido es principalmente oxígeno, mientras que el material restante es principalmente nitrógeno. De esta manera, si el tiempo de adsorción se controla dentro de 1 minuto, el oxígeno y el nitrógeno se pueden separar preliminarmente, lo que significa que la adsorción y desorción se logran por diferencia de presión. Cuando la presión aumenta, se produce la adsorción y cuando la presión disminuye, se produce la desorción. La distinción entre oxígeno y nitrógeno se basa en la diferencia en la velocidad de adsorción entre los dos, que se logra controlando el tiempo de adsorción. El tiempo se controla muy brevemente y el oxígeno se ha absorbido por completo, mientras que el nitrógeno aún no ha tenido tiempo de adsorberse, deteniéndose el proceso de adsorción. Por lo tanto, la producción de nitrógeno por adsorción por cambio de presión requiere un cambio de presión y el tiempo debe controlarse en 1 minuto.
