空氣的主要成分是氮氣（占78%）和氧氣（占21%），因此，可以說(shuō)空氣是制備氮氣和氧氣取之不盡的源psa制氧裝置泉。氮氣主要用于合成氨、金屬熱處理的保護氣氛、化工生產(chǎn)中的惰性保護氣（開(kāi)停車(chē)時(shí)吹掃管線(xiàn)、易氧化物質(zhì)的氮封、壓料）、糧食貯存、水果保鮮和電子工業(yè)等。氧氣主要用于冶金、助燃氣、醫療、廢水處理和psa制氮裝置化學(xué)工業(yè)中的氧化劑等。如何廉價(jià)地分離空氣制取氧氣和氮氣，這是化工工作者長(cháng)期潛心研究解決的問(wèn)題。

　　工業(yè)上分離空氣的傳統方法是采用深制氮機價(jià)格冷分離法，即將空氣冷卻到-150℃以下，再用低溫精餾的方法實(shí)現分離。該法可以同進(jìn)得到氮氣和氧氣，還可以得到液氮和液氧。但是，低溫精餾法存在能耗高、流程長(cháng)、啟動(dòng)過(guò)程長(cháng)、設備維護要求高等缺點(diǎn)，因此近十幾年來(lái)受到了變壓吸附法和膜分離法等新興分離方法的嚴峻挑戰。

　　變壓吸附法 變壓吸附法分離空氣的機理有兩種。一種是利用5A沸石分子篩的選擇吸附特性，即5A沸石分子篩對氮氣的平衡吸附量大于對氧氣的平衡吸附量，這樣當空氣通過(guò)沸石床層時(shí)氮氣就被吸附，流出氧氣作為產(chǎn)品。當沸石吸附氮氣飽和后，停止通入空氣，并把床層抽成真空，抽出的氮氣作為產(chǎn)品。另一種是利用碳分子篩的運態(tài)吸附特性，即碳分子篩對氧氣和氮氣的平衡吸附量相差不大，但由于氧氣的分子尺寸(2.8×3.9)比氮氣的分子尺寸(3.0×4.1)小，因而氧氣在碳分子篩中的擴散速度快，吸附量也大，于是氧氣在碳分子篩中的擴散速度快，吸附量也大，于是氧氣被吸附，流出氮氣作為產(chǎn)品。隔一段時(shí)間后，停止通入空氣，把床層抽真空使碳分子篩再生。該法通常是在吸附階段為0.1～0.5×106Pa、解吸階段為常壓或真空及常溫的條件下進(jìn)行的，在工業(yè)上很容易實(shí)現。

　　用變壓吸附法分離空氣可以得到富氧空氣和99.9%的純氮氣，耗電量均小于1.0kwh/m3。目前，世界上用5A沸石分了篩制氧以日本為成熟，氧濃度可達96%，耗電量?jì)H為0.4kwh/m3。

　　總之，用變壓吸附法分離空氣具有能耗低、流程短、開(kāi)停車(chē)時(shí)間短、自動(dòng)控制、產(chǎn)品濃度可調等等優(yōu)點(diǎn)，可望有較大的發(fā)展。

　　膜分離法 膜法分離空氣利用的是滲透原理，即氧氣和氮氣在非多孔高分子膜內的擴散速率不同。當氧氣和氮氣吸附在高分子膜表面時(shí)，由于膜兩側存在著(zhù)濃度梯度，使氣體擴散并通過(guò)高分子膜，接著(zhù)在膜的另一側解吸。因為氧氣分子的體積小于氮氣分子，因而氧氣在高分子膜內的擴散速率大于氮氣，這樣，當空氣通入膜的一側時(shí)，在另一側就可以得到富氧空氣，同一側得到氮氣。

　　用膜法分離空氣可以連續得到氮氣和富氧空氣。目前的高分子膜對氧、氮分離的選擇性系數只有3.5左右，滲透系數也較小。分離得到的產(chǎn)品氮氣濃度為95～99%，氧氣濃度僅為30～40%。膜法分離空氣一般是在常溫和壓力為0.1～0.5×106Pa的條件下操作的。

　　由于變壓吸附法和膜法的崛起，中小規模的深冷空分裝置已開(kāi)始讓出一部分市場(chǎng)。目前，變壓吸附法和膜法的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)品濃度不夠高、回收率較低，這要通過(guò)改進(jìn)吸附劑和高分子膜來(lái)克服。