變壓吸附式制氮機用碳分子篩（CMS)是一種新型的非極性吸附劑，具有在常溫變壓下吸附空氣中氧分子的性能，因而可獲得富 氮氣體。采用碳分子篩變壓吸附法制氮新技術，其最顯 著的特點是:N2產品雜質含 量較低，N2濃度和氣量根據 需要可任意調節(jié)，并可通過精制獲得O2含量小于5PPm， 露點低于-60℃的高純度N2。

六十年代，碳分子篩在美國最先制造成功并很快推廣應用，最初，碳分子篩是被用作從空氣中分離氧氣的吸附劑，后來逐漸應用在制取氮氣的裝置上。

到了七十年代未、八十年代初，世界各國對氮氣的需求量不斷增加，而變壓吸附制氮技術也逐漸成熟起來，進一步推動了碳分子篩制造技術的發(fā)展。

到了一九八二年，美國和日本的氮氣產量相繼超過了氧氣，此時，變壓吸附制取的氮氣已經占氮氣總產量的18%左右，由于變壓吸附制氮所占的市場份額越來越大，世界各主要工業(yè)國家都投入了資金研發(fā)變壓吸附用碳分子篩，其中，美國、日本、德國在技術上處于領先地位。

一直到今天，世界上主要的碳分子篩生產廠家也還是分布在這些國家。比較著名的有美國的Calgon公司、普萊克斯公司；日本的巖谷公司、武田公司；德國的BF公司等。其中，美系分子篩在國內所占市場份額很小，德系和日系分子篩廠家在國內都有代理公司，因而所占市場份額也是最大的。

總的說來，氮氣設備分子篩按照性能差異，大至分四個階段：

第一階段的碳分子篩由于制造工藝的限制，孔徑分布很不均勻只能制得純度為97%、98%左右的氮氣，回收率只有26%～34%，能耗較高；

第二階段的碳分子篩性能有所提高，可以制得99.9%以上純度的氮氣，但能耗相當驚人，不具備大規(guī)模應用的條件，這個階段的分子篩在制取97%、98%純度氮氣時，回收率達到了37%～42%，已經得到了廣泛的應用。

第三階段分子篩隨著加工技術的提高，性能也取得了長足進步，能一次性制得99.99%以上純度的氮氣，在制取99.5%純度氮氣時，回收率達到了40%，比較有代表性的分子篩如德國BF-185、日本武田3K-172、巖谷2GN-H等，都具備了這樣的水準。第三代分子篩也是目前應用最普遍的分子篩，國內大多數(shù)廠家都在選用。令人值得自豪的是，國產分子篩近年來進步相當快，其中走在前面的有長興科博、威海華泰等到廠家，生產的分子篩性能已經接近進口分子篩的性能，但國產分子篩由于受到條件限制，重現(xiàn)性較差，簡單說來就是每一批號的分子篩性能都有一定差異，不如進口分子篩穩(wěn)定。主要原因是活化造孔及孔結構調整技術還不太成熟，分子篩性能容易產生波動，同時，也可能引起分子篩性能下降較快，在兩到三年內性能可能下降15%左右。但由于國產分子篩的價格有較大優(yōu)勢，性能又與第三代進口分子篩接近，還是得到了較廣泛的應用。用戶也很難分辨出哪種是進口分子篩，哪種是國產分子篩，這就給了一些不法廠商以機會，用國產分子篩代替進口分子篩，打著低價的招牌來欺騙用戶，賺取暴利。

第四代分子篩是在二〇〇一年由日本巖谷公司研制成功的，它與第三代分子篩相比，性能又有了大幅度的提高，能一次性制得99.9995%以上純度的氮氣。在制取99.99%純度氮氣時，氮氣回收率達到了驚人的32%，在能源如此緊張的今天，它的意義更顯的重要。用巖谷第四代分子篩作為吸附劑的制氮設備，與采用其分子篩作為吸附劑的制氮設備相比，在設備能耗、分子篩裝填量、綜合經濟指標等方面都有明顯優(yōu)勢，而且隨著產品氮氣純度的提高，這種優(yōu)勢越來越顯著。

現(xiàn)今工業(yè)發(fā)展中，有許多行業(yè)已經開始使用氮氣來生產或輔助生產產品，應用之廣，對此我們有必要了解變壓吸附制氮機產生的原理 。

變壓吸附制氮機是一種新型氣體吸附分離技術語它有產品純度高，一可在室溫和不高的壓力下工作，節(jié)能經濟，設備簡單，操作，維護簡便，連續(xù)循環(huán)操作，可完全達到自動化。變壓吸附制氮機是按變壓吸附技術設計、制造的氮氣發(fā)生設備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴格控制時序，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。變壓吸附制氮機的特點鋒華獨到的分子篩裝填技術和完美的總體設計，在制氮濃度和產氣量相同時耗電量最省，運行成本最低。采用目前國際性能最好的分子篩，結合獨特的氣體分布技術和特定的工藝流程，使分子篩發(fā)揮最大能效，使氮氣回收率最佳主要是基于碳分子篩對氧和氮的吸附速率不同，碳分子篩優(yōu)先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時對氧的吸附容量增加，減壓時對氧的吸附量減少的特性。利用這種變壓吸附的特性，實現(xiàn)氧氣和氮氣的分離，得到我們所需要的氣體組分。由于吸附劑有一定的吸附容量，當吸附飽和時就需要再生，所以單吸附床的吸附是間歇式的，為保證連續(xù)供氣，采用雙吸附塔并聯(lián)交替進行吸附，一塔工作一塔再生，連續(xù)產生氮氣

產品特點
氮氣在自然界中分布很廣，是空氣的主要成份，主要以單質分子氮的形式存在于大氣之中，在干燥的空氣之中，N2的體積占空氣的78.03%，因此，空氣是制取氮氣的最大原料庫，它取之不盡，用之不竭。
PSA制氮機設備由兩只或多只吸附塔組成，由計算機控制分別工作于充壓、吸附、再生、沖洗等過程，實現(xiàn)連續(xù)供氣。
設備包括：壓縮空氣源及凈化系統(tǒng)，變壓吸附氧氮分離組件，貯存供氣系統(tǒng)，自控系統(tǒng)。
應用：本裝置能耗小、操作簡單、設備投資省。在石化、輕工、冶金、環(huán)保、建材、水產養(yǎng)殖、生物技術、醫(yī)藥醫(yī)療等領域得到廣泛的應用。