1、礦用PSA制氮裝置原理

O2 和N2都是非極性分子，兩者的動力學直徑和沸點十分接近。由于碳分子篩的位阻效應，具有微孔結構的碳分子篩對O2和N2存在共吸附現象，因此在靜態常壓吸 附時實現氧、氮分離是比較困難的。由于碳分子篩屬于速度分離型的吸附劑，O2和N2在碳分子篩表面的擴散速度不同，N2的動力學直徑大于O2的動力學直 徑，所以O2在碳分子篩表面的擴散速度大于N2在碳分子篩表面的擴散速度。O2優先被碳分子篩吸附，而N2不吸附富集。變壓吸附碳分子制氮運用這一特性， 組成加壓吸附和減壓解吸過程，從而獲得產品氮氣。

2、礦用PSA制氮裝置工藝流程

經 壓縮凈化后的空氣進入裝填有碳分子篩（CMS）的吸附塔，壓縮空氣流經吸附塔，期間氧分子被碳分子篩所吸附，氮氣則富集在不吸附相中，由吸附塔一端流出， 進入N2儲罐。經一段時間后，吸附塔中碳分子篩吸附的氧飽和，需進行再生。再生是通過停止吸附，降低吸附塔的壓力，使被吸附的氧氣從碳分子篩空穴中釋放出 來。兩個吸附塔交替進行吸附和再生，從而確保氮氣的連續輸出。因吸附與解吸附過程是通過壓力變化實現的，故該工藝稱作變壓吸附（PSA）。

3、礦用PSA制氮裝置特點

★ 原料無限，保證不間斷連續使用，設備運行成本低廉；

★ 設備運用靈活，產品氮氣純度、壓力、氣量均可根據需要通過自動控制系統進行調整；

★ 制取氮氣的同時，可從解吸氣中獲得富氧。

變壓吸附技術是近40年發展起來的一項用于氣體凈化、分離與提純的新技術。該技術具有設備簡單、操作方便、自動化程度高、投資少、產氣快等優點，得到廣泛的應用。

井下制氮裝置特點：

★ 全系統通過安標國家礦用產品安全標志中心審查，具備礦用產品安全標志證書。確保系統在高危環境下的安全可靠使用。
★ 全系統成套設備均放置于礦用平板車上，其長、寬、高（按用戶要求）均滿足礦井罐籠及井下大巷運輸要求。
★ 全系統由牽引車輛牽引，可快速機動至需防滅火的區域。
★ 各功能區段均以金屬高壓軟管聯接，接通水電后即可迅速開機產氮，實施大流量制氮滅火。
★ 無需增壓即可實現氮氣遠程輸送，出口壓力可調。
★ 采用全自動操作控制，預設“開機”、“待機”、“關機”三種工況模式，實現一鍵操作，便于井下狹窄環境下操作使用。
★ 具有超壓、超溫、濾芯污染報警及過載、欠壓、漏電、換相隔離等保護功能。
★ 采用先進科學的結構設計，確保碳分子篩時刻處于壓緊狀態，避免松動粉化，保證碳分子篩的使用壽命。
★ 吸附塔內采用先進氣動力布局，保證高吸附效率以及避免高速氣流沖擊造成碳分子篩粉化現象。
★ 采用進口BF或武田碳分子篩，使用壽命長，確保十年內不需更換。
★ 采用進口高品質濾芯，保護設備不受油水污染，避免碳分子篩中毒現象。
★ 可通過工業以太網與上位機聯接，加入礦井自動化聯網系統。

井下PSA制氮裝置參數表