變壓吸附的工作原理是什么？在生產自用的氮氣時，了解并理解您想要達到的純度水平非常重要。某些應用需要較低的純度水平（介于 90% 和 99% 之間），例如輪胎充氣和防火，而其他應用，例如食品和飲料行業或注塑行業，則需要較高的純度水平（97% 到 99.999%）。在這些情況下，PSA 技術是理想而又簡單的方法。實際上，制氮機是通過將壓縮空氣中的氮分子與氧分子分離來工作的。變壓吸附通過吸附方式從壓縮空氣流中捕獲氧氣來實現這一目的。吸附是在分子與吸附劑相結合時進行的，在制氮情況下，氧分子吸附到碳分子篩 (CMS) 上。這一過程發生在兩個單獨的壓力容器中，每個容器都裝有 CMS，可在分離過程和再生過程之間切換。讓我們暫時將它們稱為塔 A 和塔 B。一開始，潔凈干燥的壓縮空氣進入塔 A，由于氧分子比氮分子小，它們將進入碳分子篩的孔中。另一方面，氮分子不能進入孔中，而會繞過碳分子篩。這樣，您就會獲得所需純度的氮氣。此階段稱為吸附或分離階段。然而，過程并沒有結束。塔 A 中生成的大多數氮氣離開系統（可直接使用或存儲起來），而有一小部分制取的氮氣則沿著相反的方向（從上到下）流入塔 B。此流量用于排出在塔 B 的上一吸附階段中捕獲的氧氣。通過釋放塔 B 中的壓力，使碳分子篩喪失容納氧分子的能力。氧分子將從篩中分離出來，并被來自塔 A 的少量氮氣流通過排氣帶走。通過這種方式，系統為新的氧分子在下一吸附階段吸附到分子篩上提供了空間。我們將這種“凈化”過程稱為氧飽和塔再生。 在第一個階段，塔 A 處于吸附階段，而塔 B 處于再生階段。在第二個階段，兩個容器平衡壓力，準備切換角色。切換后，塔 A 開始再生，而塔 B 開始制氮。此時，兩個塔中的壓力將達到平衡，二者的角色互換，一個由吸附變為再生，另一個則由再生變為吸附。塔 A 中的碳分子篩將逐漸飽和，而塔 B 已經釋放壓力，將能夠重新開始吸附過程。此過程也稱為“變壓”，意味時允許在較高的壓力下捕獲特定氣體并在較低的壓力下釋放。雙塔 PSA 系統允許以所需純度水平連續制氮。
