?化工制氮機(jī)主要有三種類型：深冷空分法、分子篩空分法（PSA）和膜空分法。以下是它們的工作原理及特點(diǎn)：
深冷空分法：
工作原理：以空氣為原料，經(jīng)過壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同（在 1 大氣壓下，前者的沸點(diǎn)為 - 183℃，后者的為 - 196℃），通過液空的精餾，使它們分離來獲得氮?dú)狻?br>特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：能夠生產(chǎn)高純度的氮?dú)猓兌瓤筛哌_(dá) 99.999% 以上；可同時(shí)生產(chǎn)液氮，滿足對液氮有需求的工藝；設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，技術(shù)成熟可靠，適合大規(guī)模工業(yè)制氮。
缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多；運(yùn)行成本較高，因?yàn)樾枰拇罅康哪芰縼砭S持低溫環(huán)境；產(chǎn)氣慢，通常需要 12 至 24 小時(shí)才能產(chǎn)出合格的氮?dú)猓话惭b要求高、周期較長。
分子篩空分法（PSA）：
工作原理：以進(jìn)口碳分子篩為吸附劑，利用常溫下的變壓吸附原理（PSA）分離空氣制取高純度的氮?dú)狻？諝饨?jīng)過壓縮、凈化后進(jìn)入吸附塔，在吸附塔中，碳分子篩對空氣中的氧和氮進(jìn)行選擇性吸附，由于氧分子直徑比氮分子小，擴(kuò)散速度比氮快數(shù)百倍，碳分子篩吸附氧的速度很快，而氮的吸附量較少。通過控制吸附和解吸的時(shí)間和壓力變化，將氧和氮分離，從而獲得高純度的氮?dú)?。通常采用兩吸附塔并?lián)的方式，由進(jìn)口 PLC 控制進(jìn)口氣動(dòng)閥自動(dòng)運(yùn)行，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生。
特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：工藝流程簡單，自動(dòng)化程度高，操作方便；產(chǎn)氣快，一般 15 至 30 分鐘即可提供合格的氮?dú)?；能耗低，以空氣為原料，能耗僅為空壓機(jī)所消耗的電能，運(yùn)行成本較低；產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；設(shè)備適應(yīng)性較強(qiáng)，可根據(jù)不同的用氣量和純度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝。
缺點(diǎn)：碳分子篩需要定期更換，增加了維護(hù)成本；對于高純度氮?dú)獾纳a(chǎn)，可能需要多級吸附或增加純化設(shè)備。
膜空分法：
工作原理：空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮過濾后進(jìn)入高分子膜過濾器，由于各種氣體在膜中溶解度和擴(kuò)散系數(shù)不同，導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率不同。當(dāng)混合氣體在膜兩側(cè)壓力差的作用下，滲透速率相對快的氣體，如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜后，在膜的滲透側(cè)被富集，而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮?dú)狻⒁谎趸己蜌鍤獾葰怏w則被滯留在膜的另一側(cè)被富集，從而達(dá)到混合氣體分離的目的。
特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積小，便于安裝和維護(hù)；無切換閥門，運(yùn)行可靠，維護(hù)量少；產(chǎn)氣快，一般在 3 分鐘以內(nèi)即可獲得氮?dú)?；可根?jù)需要靈活調(diào)整氮?dú)獾漠a(chǎn)量和純度。
缺點(diǎn)：氮?dú)饧兌认鄬^低，一般在 98% 以下；當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌纫笤?98% 以上時(shí)，與相同規(guī)格的 PSA 制氮機(jī)相比價(jià)格要高出 15% 以上。