利用氮气与其它气体分子在分子筛中的吸附能力差异，形成浓度差异的积累，在分子筛柱末端产出高纯度氮气，再利用两根分子筛柱，一根吸附的同时引出一部分产品气为另一根解析，实现分子筛在线再生，整体表现即为仪器持续输出高纯氮气。其原理是将空气作为原料，在经压缩和净化后进入空气缓冲罐，缓冲上游因压力变化而引起的波动，由下至上流经装有CMS的吸附塔，期间氧分子在CMS表面吸附，氮气从吸附塔上端流出，进入氮气缓冲罐，一段时间后，吸附塔中的CMS被吸附的氧气饱和，需要进行再生，利用停止吸附步骤，降低吸附塔压力来实现，两个吸附塔交替进行吸附和再生，确保氮气的连续输出。
该仪器采用进口碳分子筛做为吸附剂，在常温下变压吸附原理分离空气制取高纯度的氮气，通常使用两吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。
当氮气的纯度不达标时，可以先考虑以下几个问题。
1.分子筛的性能，分子筛是氮气发生器的核心部件，它的性能好坏对于制得的氮气纯度有大的联系，同时还需要根据实际需要的氮气流量和纯度来计算出分子筛的合适装填量。如果操作不当，可能会造成碳分子筛粉化，筛粉化是由于碳分子筛压不严实、碳分子筛松动造成的。仪器在生产组装过程中由于粗心大意，碳分子筛没有被压紧，碳分子冲刷成粉从氮气出口或者消音器出口排出，有的压紧装置为气缸压紧，气缸下限报警未能及时添加碳分子筛造成碳分子粉化。仪器使用过程中受震动或者设备移动等原因导致吸附塔结构性故障如吸附塔管道脱焊，碳分子外流，碳分子筛松动而粉化。
2.气体原料的质量，气体是要经压缩后进入空气缓冲罐，那么压缩空气中如含有水汽、油雾，这些都会堵塞分子筛的微孔，从而严重影响分离效果及CMS的使用寿命，因此，要想获得高纯度的氮气，保证高质量的空气至关重要，并且要经多次净化过滤，滤芯需要定期检查或者更换。
3.吸附塔的工作时间，长时间的工作周期也即是阀门的切换时间间隔，有利于降低仪器能耗，且节约空气原料，不过纯度也会因周期过长，分子筛会饱和而受到影响。
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