氮气和高纯氮气的2种制法及特点

氮气是一种常见的气体，可以通过两种方法制备，分别是空气分离和氨分解。

空气分离是通过将空气中的氧气和其它杂质与氮气分离，得到高纯度的氮气。该

方法利用空气中氧气和氮气的沸点差异，经过一系列的分离过程，将氧气和杂质

除去，最终得到纯净的氮气。

氨分解是通过加热氨气分子，使其分解成氮气和氢气的方法。该方法适用于制备

高纯度的氮气，因为氨气中不含有氧气或其它杂质。

这两种方法各有特点。空气分离可以同时获得氧气和氮气，适用于工业生产中需

要同时使用氧气和氮气的场合。而氨分解则适用于需要纯净氮气的特殊应用，因

为该方法可以得到更高纯度的氮气。

氮气和高纯氮气是两种常用的加工工艺，它们具有不同的特性。

制氮的传统方法之一是低温空气分离法，它已经有近90年的历史。这种方法使用

空气作为原料，经过压缩和净化的处理，通过热交换将空气液化成液态空气。液

态空气主要是液氧和液氮的混合物。由于液氧和液氮的沸点不同（在常压下，液

氧的沸点为183℃，液氮的沸点为-196℃），所以需要对液态空气进行蒸馏来分

离出氮气。低温空气分离器制氮设备复杂，占地面积大，基础设施投资成本高，

并且需要一次性投入较大的设备运行成本也较高，气体产出速度慢（需要12~24

小时），设备要求高，周期长。考虑到设备、设备和基础设施等因素，对于产气

规模在3500Nm3/h以下，氮气含量在20%~50%的设备来说，与相同标准的PPE

设备相比，投资规模较低温空分设备要小。低温空分制氮设备适用于大规模工业

制氮，而对于中小型制氮来说则不太经济。

碳分子筛空气分离器利用空气作为原料，通过变压吸附原理和碳分子筛作为吸附

剂，实现对氧和氮的选择性吸附，从而分离氮气和氧气。这种制氮方法被称为变

压吸附制氮，是20世纪70年代迅速发展起来的一种新技术。相比传统的制氮方法

，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气速度快（15～30分钟）、能耗低、

产品纯度可根据用户需求调节等特点，同时操作成本低，设备适应性强。因此，

在1000Nm3/h以下的氮肥生产厂中，它拥有较高竞争力，并且越来越受到中小型

氮肥消费者的欢迎。变压吸附制氮已经发展为中小型氮气设备的主要选择。