氮氣發(fā)生器以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術(shù)。氮氣發(fā)生器與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣快(15～30分鐘)、能耗低，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)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點，故在1000Nm3/h以下氮氣發(fā)生器中頗具競爭力，越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎。

氮氣發(fā)生器一般分為三種方法，即：電解法、膜分離法，以及變壓吸附（PSA）&碳分子篩法，三種方法原理各不相同。

一、電解法制氮

使用電解法制氮原理的氮氣發(fā)生器，其主要特點就是儀器具有電解液儲液桶，其主要原理是：原料空氣進(jìn)入到電解池中，空氣中的氧在陰極被附而獲得電子，與水作用生成氫氧根離子并遷移到陽極，后在陽極處失去電子析出氧氣，因此空氣中的氧不斷被分離，只留下氮氣隨氣路被輸出。
 

二、膜分離法制氮

基本原理是：當(dāng)兩種或兩種以上的氣體混合物通過中空纖維膜時, 由于氣體在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)有差異, 因而這些氣體在膜中的相對滲透率是不同的。當(dāng)混合氣體在驅(qū)動力(膜兩側(cè)壓力差) 作用下通過中空纖維膜時, 滲透速率相對快的氣體, 如水、氫氣、硫化氫、二氧化碳等, 快速透過膜進(jìn)入膜的另一側(cè)。而滲透速率相對較慢的氣體, 如甲烷、氮氣、一氧化碳等, 則被膜滯留在這一側(cè)而富集, 從而達(dá)到使混合氣體分離的目的。

 

三、變壓吸附的原理

變壓吸附是用于分離混合氣體，提取某一氣體組分的技術(shù)，是指在系統(tǒng)溫度維持不變的情況下，通過升高或降低系統(tǒng)的壓力來不斷地改變吸附劑的吸附量從而達(dá)到組分分離的方法；主要體現(xiàn)在較高壓力下進(jìn)行吸附，在較低壓力下(常壓或真空)使吸附的組分解吸出來，從而得到得到氣體產(chǎn)物。