制氮機是目前市場上比較常見的一種制氮設備，以空氣為原材料，通過技術手段把空氣中的氮氣和氧氣進行分離，從而獲得氮氣。目前市場上制氮機的制單方式主要有：冷制氮機、變壓吸附制氮機和膜分離制氮機三種。用戶可以根據(jù)自己的實際需求來選擇制氮方式。

　　PSA制氮方式

　　PSA制氮機是以空氣為原材料，把空氣中的氮氣和氧氣進行分離。其中分子篩主要的作用就是對空氣中的氧和氮進行分離的，讓這兩種氣體在碳分子篩表面上的擴散速率不同，直徑較小的氣體（氧氣）分子擴散速率就比較快，所以就會有很多進入分子篩微孔中。而直徑比較大的氣體分子（氮氣）擴散速率就會比較慢，進入到分子篩中的就比較少，這樣就可以收集到大量的氮氣分子。所以，利用分子篩對氧氣和氮氣在某一個時間內(nèi)吸附量的差別這一特點，采用全自動控制系統(tǒng)按特定程序來進行加壓吸附，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。

　　PSA制氮機的結構圖如下：

　　深冷制氮方式

　　深冷制氮技術的核心在于以空氣為原材料，通過一系列復雜的處理過程獲取氮氣。這個過程涉及空氣的壓縮、凈化以及通過熱交換實現(xiàn)其液化成為液態(tài)空氣。液態(tài)空氣中主要包含液態(tài)氧和液態(tài)氮，兩者的沸點在大氣壓下存在顯著差異：液態(tài)氧的沸點為-183℃，而液態(tài)氮的沸點為-196℃。利用這一性質(zhì)差異，通過精餾技術，可以有效地將液態(tài)氧和液態(tài)氮分離，從而得到所需的氮氣。

　　然而，深冷制氮技術并非沒有局限性。設備結構復雜，占地面積大，導致基建費用高昂。設備的一次性投資較大，運行成本也相對較高。該技術的產(chǎn)氣速度相對較慢，通常需要12到24小時，且安裝要求高，周期較長。

　　考慮到上述因素，對于制氮規(guī)模在3500Nm3/h以下的情況，使用相同規(guī)格的PSA裝置相較于深冷裝置在投資規(guī)模上具有明顯優(yōu)勢，能夠節(jié)省20%到50%的投資成本。因此，深冷制氮裝置更適宜于大規(guī)模的工業(yè)制氮需求，而對于中、小規(guī)模的制氮需求，經(jīng)濟性則相對較差。

　　深冷制氮的結構圖如下：

　　膜分離制氮方式

　　膜分離制氮技術是一種高效且靈活的氣體分離方法，它主要利用空氣作為原料，并在特定的壓力條件下進行操作。工作原理基于不同性質(zhì)的氣體（如氧和氮）在膜材料中具有不同的滲透速率，從而實現(xiàn)氧和氮的有效分離。

　　相比于其他制氮設備，膜分離制氮技術具有顯著的優(yōu)勢。它的結構更為簡潔，占地面積小，便于部署和使用。由于它不需要切換閥門，維護工作量也相應減少，從而降低了運行成本。產(chǎn)氣速度快，通常在3分鐘以內(nèi)即可達到穩(wěn)定狀態(tài)，非常適合對氮氣需求快速響應的場合。該技術還具備增容方便的優(yōu)點，能夠根據(jù)實際需要輕松調(diào)整產(chǎn)氣量。

　　膜分離制氮技術尤其適用于中、小型氮氣用戶，特別是當?shù)獨饧兌纫蟛桓?，即?8%時。然而，當?shù)獨饧兌纫蟪^98%時，與相同規(guī)格的PSA制氮機相比，膜分離制氮技術的價格可能會高出15%以上。因此，在選擇制氮技術時，用戶需要根據(jù)自身的實際需求和經(jīng)濟條件進行綜合考慮。

　　膜分離制氮的結構圖如下：