大力促进我国气体分离行业的进步与发展，不仅可以满足国民生产需求，同时对提升我国综合竞争实力有重大意义，自从1978年我国制氮市场也逐年呈现上升趋势，氮气产品量的需求和产品纯度的要求都有了进一步的提高。

　　目前普氮市场的设备可以完全实现国产化，超高纯氮气设备的市场则是由国外控制，国内空分厂家还尚未涉足此领域，这也是气体分离行业所面临的一个新挑战。当前纯氮气主要应用于油田注氮、石油化工、合成纤维、合成氨、浮法玻璃、轧钢和电子工业等领域。

　　油田注氮的制氮装置规模较大，国外已有31万Nm³/h,氮气产品纯度要求氧气含量低于10ppm，产品压力一般在300∽400bar，生产过程允许有短暂中断，要求有少量液氮储备；石油化工、合成纤维、合成氨、浮法玻璃、轧钢等的制氮装置规模一般是从几千到几万不等，产品纯度为要求含氧2∽100ppm,产品压力一般在1.35∽31bar，有些设备需要有备用液氮，要求保证不间断的产品供应。

　　电子工业的制氮气过滤装置规模较小，一般是从几百到几千，但是产品纯度要求较高，通常对氧含量要求低于1ppm,同时对产品中CO和H2的含量有较高要求。产品压力在3∽10bar,要求产品供应不间断，有备用液氮。

　　制氮行业经过了几十年的蓬勃发展，不管从规模以及产品要求上都上了一个台阶，针对不同规格的产品，目前国内外已经开发出了与其相适应的制氮流程，笔者结合国内外发展情况，对氮气过滤装置的流程组织及选择作一总结。

　　高纯氮节能流程有两种方案：

　　第一种方案：高纯氮返流全膨胀节能流程：采用全膨胀，多余冷量采取在膨胀机后抽一股低温气体与污氮气混合至-20℃左右，然后去铝制板翅式换热器换热，省去冷水机组。

　　第二种方案：高纯氮正流全膨胀节能流程：采用全膨胀，这样可以降低空压机排气压力，节省能耗，但是膨胀机的叶轮直径会增大，投资相应增多。

　　变压吸附有两种方案：

　　第一种方案：粗制氮气，纯度达到99.99%，精制氮气，纯度达到99.999%，单套可以做到3000Nm³/h左右，可以多套组合，按照需要停或者开，不需要液体产品。

　　第二种方案：粗制氮气，纯度达到99.99%，精制氮气，纯度达到99.999%，单套可以做到3000Nm³/h左右，可以多套组合，按照需要停或者开，需要液体产品，采取配套外液化过滤装置，可以自由停车或者开车，优点是节省能耗，缺点是投资大。

　　超高纯氮气

　　超高纯氮气主要用于电子工业，在集成电路、芯片（晶片）和相关元器件的生产过程中，超高纯氮气与普通氮气相比，对以下条件有严格要求，目前一般要求总杂质含量集成电路要求：4ppm，芯片要求：1ppm或者更高，同时设计电子工业用高纯氮装置时，要重视装置所在大气组成的测定，且设计一定要留有余量。其难点和要点主要是一氧化碳、氢和水分的达标，为此，要采取不同的净除方法：

（1）CO的净除：利用压缩机的压缩热，在触媒的帮助下，通过催化反应，除去一氧化碳，可以使产品中所含CO降低到0.1ppm以下。

（2）CO2的净除：通过分子筛床层吸附。

（3）氢气等低沸点组分的净除：氢气，氦氖气都是沸点比氮气低的组分，在一氧化碳转化炉中，空气中的氢气生成水，然后从冷凝蒸发器排出不凝气体，放空以使低沸点组分除去，但是其纯度仍然不够，仍需要通过特殊流程组织比如采用加设纯氮精馏辅塔，在液氮顶部设置冷凝器，底部设置再沸器，增大循环倍率来除去低沸点的氢气等杂质。

（4）甲烷等高沸点组分的净除：甲烷等烃类气体以及氪氙等稀有气体的沸点比氮气高得多，它们会全部浓缩到塔底的富氧液空中，达标没有问题。

（5）水分的净除：通过分子筛床层吸附，同时水分有沸点，达到要求没问题。

（6）颗粒度：通过精密过滤器来满足。