碳分子篩制氮機(jī)這種機(jī)器利用碳分子篩的吸附分離作用制氮。吸附分離過程中包含有吸附、脫附兩個(gè)過程。碳分子篩是用煤經(jīng)過精選、粉碎、成形、干燥、活化和熱處理等工藝加工而成，具有超微孔的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。從平衡吸附角度看，碳分子篩對(duì)氧、氨有相近的吸附量，碳分子篩對(duì)氧、氮的吸附分離，實(shí)質(zhì)上是利用氣體分子在其中的擴(kuò)散速度的差異來實(shí)現(xiàn)的。如在短時(shí)間內(nèi)，直徑較小的氧分子擴(kuò)散速度，比直徑較大的氨分子擴(kuò)散速度快400多倍，數(shù)分鐘后，氧分子被分子篩大量吸附，吸附量達(dá)到90%以上，而氨的吸附量?jī)H為5%，故只要選擇最佳的吸附時(shí)間進(jìn)行切換，使碳分子篩內(nèi)部先吸附氧，得到富氨氣體，當(dāng)吸附過程達(dá)到平衡，則進(jìn)行脫附，即用真空泵抽吸。一般設(shè)置雙塔往復(fù)交替地吸附、脫附，源源不斷地產(chǎn)出氨氣。
碳分子篩制氮機(jī)的工藝流程見圖4-43，其工作過程如下：大氣或庫內(nèi)氣體由空壓機(jī)1的進(jìn)口吸入，壓縮后往水冷卻器2冷卻，在過濾器3過濾掉水和油，往調(diào)壓閥4將氣體壓力降至0.3MPa，然后通過進(jìn)氣閥組5，在吸附塔A或B進(jìn)行吸陳分離，碳分子篩將氧吸附，而富氮?dú)怏w經(jīng)排氣閥組8，進(jìn)人緩沖貯氣罐9，再經(jīng)調(diào)壓閥10減壓，送回氣調(diào)庫。同時(shí)，另一塔脫附，由真空泵11減壓，吸附在碳分子篩上的氧氣被脫附下來，排放到大氣中去。如此兩塔交替工作，可連續(xù)獲得低氧高氮?dú)怏w供給氣調(diào)庫降氧。
