在实际运行中,氮气纯度下降是 PSA 制氮系统最常见的表现之一。根据 HOLANG 在电子制造、食品加工、激光工艺、锂电池材料、3D 打印等行业的大量现场数据,绝大多数纯度波动并非由设备本体故障引起,而是整个供气链路中的条件变化或维护不足所导致。
为便于工程技术人员快速定位问题,提高系统运行稳定性,我们对纯度下降的典型原因进行了系统梳理。
1)进气量不足:无法实现有效吸附
PSA 制氮对进气量高度依赖。一旦空气供给不足,吸附塔无法完成正常装填,纯度将持续下降。
常见原因包括:
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空压机输出不足或性能衰减
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前置过滤器堵塞导致压损增大
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管路过长、弯头过多造成流量损耗
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储气罐压力波动较大,导致供气不稳定
影响机制:进气不足会使吸附效果不完整,分离效率下降,纯度呈阶梯式下滑。
解决建议:核实空压机排气量、更换滤芯、优化管路布局、检查是否新增用气点。
2)进气质量下降:水、油、杂质导致吸附能力降低
PSA 对空气质量有明确要求,干燥度和清洁度不足均会导致碳分子筛吸附能力下降。
常见场景:
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干燥机露点升高
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空压机润滑油进入气路
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滤芯长期未更换
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夏季湿度高,进气温度上升
表现包括:纯度下降、出气量减少、塔压恢复时间变长。
建议措施:更换过滤耗材、检查干燥机性能、排查空压机是否返油。
3)碳分子筛自然老化:吸附性能随年份下降
碳分子筛(CMS)在长期运行中会存在自然衰减,即便在规范维护条件下亦然。
典型表现:
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吸附效率降低
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纯度波动增加
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吸附塔压力建立速度变慢
行业规律显示:CMS 每年约有 3%-5% 自然性能衰减,运行三年后衰减会进一步加速。
建议措施:运行三年以上进行 CMS 状态评估,必要时更换分子筛以恢复产能。

4)阀门切换异常:AB 塔运行节奏失衡
PSA 系统的稳定运行依赖于阀门的准确切换。
当阀门动作迟缓或密封不良时,吸附与再生阶段的节奏会被打乱。
常见问题:
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切换速度延迟
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阀芯磨损泄漏
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电磁阀卡滞
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执行器不到位
影响机制:切换偏差会导致吸附不足或再生不彻底,从而直接引起纯度下降。
解决建议:检测阀门动作时间与密封状态,根据需要进行保养或更换。

5)系统泄漏:氮气流失导致压力与纯度下降
泄漏是工厂中最常被忽略的因素,但对纯度稳定性影响显著。
典型泄漏点包括:
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管路接头松动
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快插接头老化
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螺纹密封材料失效
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下游设备漏气
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分气点未关闭
影响机制:漏气会导致系统压力无法保持,使制氮机无法按设定状态运行。
解决建议:开展整线泄漏测试,检查接头状态,定期巡查管路老化情况。
6)工况变化:实际需求超出系统设计范围
在电子制造、SMT、激光切割等行业中,工况变化较为频繁,系统负载会随产线节奏变化而波动。
常见场景:
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新增设备但未扩容制氮系统
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白天负载突然增大
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节拍调整导致瞬时流量提升
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环境温湿度变化影响空压系统性能
影响机制:当实际用气需求超过系统设计能力,纯度与压力均会下降。
建议措施:评估负载曲线,必要时扩容或采用模块化并联方案。
结语
纯度下降反映的并非单一问题,而是供气系统中某个环节出现偏差的结果。建立规范维护机制、保持稳定进气条件、合理规划系统产能,是维持高纯度氮气供应的关键。
HOLANG 将持续通过技术实践与行业经验,为客户提供更稳定的现场制氮解决方案。