一、如何选择制氮机：(配套开山空压机)
1、氮气的性质
氮气（N2）是组成空气的主要成分之一，按体积计算约占空气的78.08%，另一主要成分氧气（O2）约占20.95%，其余为惰性气体、水蒸气、二氧化碳等。
纯净的氮气是一种无色、无味的气体，难溶于水，难液化。
氮气很稳定，表现为化学惰性。
二、氮气的作用
氮气由于化学性质很不活泼，工业中常作为阻止氧化的保护气体。它在金属冶炼、电子工业、石油化工、热处理和食品包装等行业都广泛地作为洗涤气和保护气。
三、氮气在各行业中的应用
1、冶金、金属加工行业
用于退火保护气氛、烧结保护气氛、氮化处理、洗炉及吹扫用气等。广泛应用于金属热处理、粉末冶金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。这些行业有的需要纯度大于99.5%的氮气，有的则要求纯度大于99.9995%、露点低于-65℃的高品质氮气。
2、化工、新材料行业
主要用于化工原料气、管道吹扫、气氛置换、保护气氛、产品输送等。主要应用于化工、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、生物科技、中间体等行业。不少化工行业对氮气纯度要求不高，很多纯度大于98%就可使用。
3、食品、医药行业
主要应用于食品包装、食品保鲜、医药包装、医药置换气、医药输送气氛。通常制得的氮气还要通过除菌、除尘、除水等处理，以满足该行业的特殊要求。食品行业对氮气的要求不高，很多98%以上纯度就可满足要求，医药行业通常要求纯度为99.9%的氮气。食品行业用氮量较小时常用膜分离制氮，用量大时多选用变压吸附方式制氮。
4、电子行业
用于电子产品 的封装、烧结、退火、还原、储存等。主要应用于波峰焊、回流焊、水晶、压电、电子陶瓷、电子铜带、电池、电子合金材料等行业。电子行业对氮气要求一般比较高，通常需要99.9%或99.99%、以及99.99%以上的氮气。
5、其他使用领域
制氮机除了使用在以上行业以外，在煤炭、石油、油品运输等众多领域也得到广泛使用。随着科技的进步和社会的发展，氮气的使用领域也越来越广泛，现场制氮（制氮机）以其投资省、使用成本低、使用方便等优点已经逐渐取代液氮蒸发、瓶装氮气等传统供氮方式。
四、氮气的作用：
1、工业用氮气的制取是以空气为原料，将其中的氧氮分离而获得，主要方法有深冷法、变压吸附法及膜分离法等。
2、深冷法
工业上的大规模制氮通常采用传统的深冷法。深冷法是以空气为原料，在深冷空分装置中，把空气深冷液化，利用氧和氮的沸点不同，进行精馏分离而获得。
3、深冷法作为一种传统的空分技术，已经为人类服务了几十年，它至今还是我国工业上氮气供应的主要来源。由于深冷法的工业化时间比较长，人们对其认识比较成熟，而且它具有其它方法无法取代的优点，如产气量大，产品氮气纯度高，运行稳定，在提取氮气的同时获得氧、氩等其它气体，这也是深冷相对于其它方法的独特优点。因此，深冷法在大中型空分中仍占据主导地位。但它的工艺流程复杂，设备的制造、安装调试等要求高，一次性投资多，基建费用高，占地面积大，产气较慢（12~24小时），深冷法适宜于大规模工业制氮，而在中小规模制氮就显得不很经济。
五、变压吸附法
1、变压吸附（Pressure Swing Adsorption简称PSA）气体分离技术中非低温气体分离技术的重要分支。自60年代末，70年代初在国外已经得到迅速的发展。变压吸附制氮是以空气为原料，用碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附，使氧氮分离从而获得氮气。
2、变压吸附法制氮和传统的深冷法制氮相比，具有显著的特点：吸附在常温下进行，不涉及绝热问题，工艺流程简单，设备制造容易，装置小巧，占地少，即使用现成的空余地，即可安放，开停车方便，启动迅速，产气快（15~30分钟），能耗少，运行成本低，投资省，操作维护简单，撬装方便，装置适应性好，产品气可按要求进行纯度调节等。从技术经济效益来看，在小于3000Nm3/hr的制氮装置中，变压吸附优于深冷。在市场上，1000Nm3/hr以下的制氮装置颇具竞争力，它受到中小型用户的欢迎。
六、膜分离法
1、膜分离空分是80年代国外兴起的高新技术，属于高分子材料科学，它是21世纪十大高新技术产业之一，国际上有“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工的未来”的说法。该技术虽起步较晚，但发展较快，在国内的推广运用是近几年的事。
2、膜分离的基本原理是以空气为原料，在一定压力下，利用氧和氮等不同性质的气体在中空纤维膜的不同渗透速率来使氧和氮分离的。膜分离制氮和上述两种制氮方法相比，具有装置结构更简单，体积更小，无切换阀门，操作和维护管理更方便，产气速度更快，增扩容方便等优点。但是中空纤维膜对压缩空气的清洁要求更高，膜的过滤芯容易老化和腐蚀而失效，往往难以修复，需要更换新膜。而且，目前中空纤维膜需从国外进口，价格昂贵。
3、膜分离制氮比较适合于要求氮气纯度≤98%的中小型氮气用户，具有最佳的功能价格比。然而当要求氮气纯度高于98%时，它和同规格的变压吸附装置相比，其价格要高出30%左右。
4、深冷法、变压吸附法、膜分离法制氮特点对比如下：
5、当使用氮气的纯度≤99.99%时，可以一步到位直接制取。
压缩机将空气压缩至7~8bar后进入后级空气储罐，大部分油、液态水、灰尘附着于容器壁后流到罐底并定期从排污阀排出，一部分随气流进入到压缩空气净化系统。
6、空气净化系统由冷干机和三只精度不同的过滤器以及除油器组成。通过冷冻除湿以及过滤器由粗到精地将压缩空气中的液态水、油、及尘埃过滤干净，使压缩空气压力露点降到2～10℃，含油量降至0.001PPm，尘埃过滤到0.01μm，保证了进入PSA制氮机原料气的洁净。除油器置于制氮机的前面，可预防前级空气净化系统失效或出现故障时含有油份的压缩空气进入制氮机的吸附器中，从而避免分子筛中毒。
7、净化后的空气经过两路分别进入两个吸附塔（内装世界最顶尖的日本分子筛）,通过制氮机上气动阀门的自动切换进行交替吸附与解吸，这个过程将空气中的大部分氮与少部分氧进行分离，并将富氧空气排空。99.99%含量的氮气在塔顶富集由管路输送到后级氮气储罐（保证氮气供应量），并经流量计后进入用气点。
8、当用户需要的氮气纯度超过99.99%时，我们就必须在制氮系统中配上纯化装置（流量较小时可采用一步制取99.999%的方式，一般不超过100 Nm3/hr）。氮气纯化装置可除去来自空分制氮或钢瓶普氮的氧、氢、水、二氧化碳及尘埃等杂质。装置中采用碳载型脱氧剂除氧，钯触媒除氢，碳氧结合生成的二氧化碳和少量未被处理的水等杂质被干燥器中的吸附剂脱除。从而得到纯净的氮气。装置采用复式流程保证了气体的连续输出。
9、纯化的方式有两种，一种是加碳纯化，另一种是加氢纯化。通常加碳纯化的前级制氮做到99.9%纯度，加氢纯化的前级制氮做到99%纯度。
10、加碳纯化原理及工艺过程：在碳载型催化剂的作用下，氮气中的残氧和催化剂本身所提供的碳发生反应，而除去氮气中的氧，反应式为：C+O2=CO2，脱氧后氮气中的残余水分及二氧化碳经过冷却器、干燥器脱除，使氮气露点达≤-60℃左右；干燥器配置两台，其中一台干燥器进行吸附干燥，另一台把已吸附饱和水气的干燥器进行再生，为下一周期吸附工作做好准备。经干燥后的氮气通过过滤器除尘，最后得到的便是高纯氮气（含氧量≤5PPm），进入纯氮储罐备用。
经过加碳纯化装置处理后的氮气最终纯度可达到99.9995%（O2≤5PPm，CO2≤5PPm）。
11、加氢纯化原理及工艺过程：一定流量、纯度的普氮和氢气同时进入装置中，在混合器中充分混合后，进入除氧器装置，在脱氧催化剂的作用下产生2H2+O2=2H2O的化学反应，达到脱氧目的。脱氧后氮气中的水气经过冷却器脱水，然后氮气继续进入干燥器干燥，使氮气露点达≤-60℃左右，干燥器配置两台，其中一台干燥器进行吸附干燥，另一台把已吸附饱和水气的干燥器进行再生，为下一周期吸附工作做好准备。经干燥后的氮气通过过滤器除尘，最后得到的便是高纯氮气。
经过加氢纯化装置处理后的氮气最终纯度可达到99.9999%（O2≤1PPm，含过量H2，通常>300PPm）。
七、加碳纯化和加氢纯化的对比
1、加碳纯化优点
①装置可靠性高：整个工艺过程工作温度为250℃-350℃，在此温度下的设备工作不受其余影响，高纯氮气供应平稳，不用专人看管；
②装置运行工业安全性高：碳与氧反应生成二氧化碳为不活泼气体，在低压和温度不高的情况下不会对工业安全造成影响；
③残余物合理处理，不影响高纯氮气品质：碳与氧反应生成的二氧化碳、水分经过干燥器中分子筛处理后，二氧化碳最终含量可小于5PPm，气体露点可达-60℃。
2、加碳纯化缺点
①造价高于加氢纯化；
②消耗品每月支出高于加氢纯化；
③反应温度及加热功率高于加氢纯化。
3、加氢纯化优点
①造价低于加碳纯化；
②消耗品每月支出低于加碳纯化；
③氢氧反应彻底可达到较高纯度；
④体积较小，无须更多拆卸更换。
4、加氢纯化缺点
①氮氢配比量不稳定，须加过量氢来保持较低含氧量；
②手动加氢装置需设置专人看管，加氢量随时与流量进行计算匹配（自动加氢配比技术已解决此问题）；
③装置运行的工业安全问题要求较高。
八、制氮系统的配置与选型
制氮系统的基本配置包括空压机、制氮主机、储罐、冷干机、过滤器等。
配置一套合格的制氮系统，首先必须知道这套系统的基本技术要求，主要包括：氮气流量、纯度、压力等。下面以流量为100Nm3/hr，纯度为99.9%、出口压力0.6MPa的制氮机为例，说明如何进行制氮系统的配置。
1、不同纯度的氮气，分子筛的产气量是不同的，也就是说空气回收率不一样。对于99.9%纯度的氮气来说，通常回收率约为30%，因此生产1体积纯度为99.9%的氮气需要消耗3.3体积的压缩空气。要得到100Nm3/hr、纯度99.9%的氮气，就必须要有至少330Nm3/hr的压缩空气，即空压机的排气量必须大于330/60=5.5Nm3/min。考虑到空压机长期使用后性能会有所下降，为保证一定的空气富余量，通常在理论计算的基础上再增加至少5%的余量。因此，空压机的排气量应大于330/60×（1+5%）=5.8Nm3/min，以阿特拉斯空压机为例，可知需要选择GA37-8.0型号的空压机才能满足使用要求。这里选择了8.0公斤级别的空压机，是因为分子筛的吸附性能在压力为7.5~8.5Kgf/cm2时达到最大，因此，本套系统选用空压机时采用这个级别（纯度不一样时，可能使用的分子筛型号也不一样，对空压机的压力级别要求也不一样，须区分清楚）。对于不同的纯度，制氮机的耗气量都不相同，具体情况请向技术部咨询。
2、制氮机的选型
上述制氮系统应配制氮主机型号为 NP999-100B，999表示纯度，100表示流量， B表示为进口分子筛（本公司采用的是日本武田公司的系列分子筛）。其他规格依次类推。
2、储罐的选型
上述制氮系统包括空气罐、普氮罐。在一般情况下，空气罐和氮气罐的大小差不多（有时不一样，须根据具体情况区别）。储罐大小的计算方式有多种，一般可以按照不低于空压机排气量的20%来选择储罐。对于上述制氮系统，OSP-37S5AN-8.0空压机排气量为6.6Nm3/min，因此，储罐的大小必须大于6.6×20%=1.32m3，选择储罐规格为1.5m3（1.0MPa级别）。销售人员在做技术方案时，按此算法选择的储罐需再向技术部确定。
3、冷干机、过滤器、除油器的选型
类似于空压机的选型，冷干机、过滤器、除油器的处理量必须满足压缩空气的流量，因此，和上面一样，处理量必须大于5.8Nm3/min，以佑侨冷干机和过滤器为例，冷干机选择JCD-60GF型号，过滤器选择C、T、A-013型号。除油器的型号为CY-10/1.0。
在做技术方案时还会涉及到制氮机的外形尺寸、重量等问题，可以参考公司网站更新的数据，或者向技术部咨询。（所有设备选型应向技术部做最后确认）
4、纯化系统的配置
当用户对氮气的纯度要求大于99.99%时，通常要在后级增加纯化装置来实现（流量较小时可采用一步制取99.999%的方式，选型方式同前，一般不超过100 Nm3/hr）。
纯氮罐的选型和普氮罐一致。
以上述100Nm3/hr，99.9%的制氮机为例，若要提升纯度，后级增加的纯化装置型号为NTC-100或NTH-100。C表示加碳纯化方式，H表示加氢纯化方式，100表示处理量。采用加碳还是加氢纯化，则需要详细了解用户的工艺要求，才能选择合适的纯化方式。
凡是要获得99.99%以上纯度的氮气，无论具体纯度多少，在处理量相同的情况下，所配纯化装置型号相同，这是由纯化工艺本身决定的。
碳载型脱氧剂的装填量、氢气消耗量、氨分解装置的选配、设备外形尺寸、功率、耗水量等技术参数请向技术部咨询。
在做技术方案时还会涉及到制氮机的外形尺寸、重量等问题，可以参考公司网站更新的数据，或者向技术部咨询。
（所有设备选型应向技术部做最后确认）
5、其他要求
制氮机除常规性配置外，还可以根据用户的不同要求配备整机外箱、数显流量计、触摸屏、远程控制、与液氮系统自动切换等配置和功能。
6、注意事项
流量：销售人员在向用户了解用气情况时，一定要充分了解用户是如何用气、使用时间、是否连续和稳定、有无预留用量等等。只有这样，才能准确、合理的判断出最合适用户的制氮机型号。
纯度：对用户用气纯度的判断除了要由用户根据其自身工艺决定以外，还应该了解其对纯度的要求指的是生产工艺的哪一部分要求，取样、测量点所指何处，这一点在电子行业需加留意。
压力：大多数用户对氮气压力并无特殊要求，此时按常规配置即可。但有些用户要求氮气压力比较高（0.8MPa以上），此时，往往要在制氮系统后增加增压机等增压设备，具体可根据用户的要求选配。
露点：不同纯度的制氮机产出的氮气露点也不同，从-30℃~-60℃不等（具体查询公司样本资料或向技术部咨询），如所配型号的制氮机不能满足用户对露点的要求，此时，需在制氮系统后增加适宜的吸干机来达到要求。
除以上主要技术指标和氮气的使用方式以外，应尽可能地了解客户的生产工艺情况，例如生产何种产品，对气体有无特殊要求，产品是否对氢气、水分等敏感，现在使用何种形式的氮气等等。针对客户对氮气品质、现场用气方式等提出的特殊要求要制定特殊工艺，例如是否采用多套系统供气，各系统是否独立，有无合并项，之间关联如何等等。具体工艺的制定应该向技术部进行确认。
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