液氮制備機是用于制備液態氮的專業設備，基于變壓吸附原理，以高品質碳分子篩為吸附劑從空氣中制取氮氣并液化。其工作過程涵蓋空氣凈化壓縮、氮氧分離、氮氣液化三大環節：通過過濾器與干燥器去除空氣雜質，利用壓縮機提高空氣壓力；凈化后的壓縮空氣在吸附塔中經碳分子篩加壓吸附，氧被優先吸附，氮氣在氣相富集形成成品氮氣，兩塔交替循環實現連續產氣；得到的氮氣再經風冷無油循環壓縮機與液化設備，在低溫介質作用下冷卻液化。
一、工作原理
液氮制備機主要通過空氣分離技術來實現液氮的制備，常用的技術有深冷法和吸附法兩種。
1、深冷法
這是常用的液氮生產方法，基于不同氣體組分沸點不同的特性進行分離。首先，空氣被壓縮并通過預冷器冷卻至接近液化點；接著，在精餾塔中進一步冷卻并分離成氧氣、氮氣和其他稀有氣體。在這個過程中，氮氣由于其較低的沸點（-195.8°C）而優先液化，從而得到純凈的液氮產品。
2、吸附法
利用某些材料對某些氣體的選擇性吸附能力來進行分離。例如，分子篩可以吸附水分、二氧化碳及其他雜質，讓氮氣通過而不被捕獲。這種方法雖然成本較低，但通常只能獲得較高純度的氣態氮，若要轉化為液態氮，則還需要額外的冷卻步驟。
二、設備類型
根據規模和技術的不同，液氮制備機大致可分為以下幾類：
1、小型實驗室用液氮發生器：適用于科研單位或需要少量液氮的應用場景，如細胞培養、低溫實驗等。
2、中型工業級液氮生產設備：適合中小型企業使用，能夠滿足一定量的液氮需求，如食品冷凍、金屬熱處理等行業。
3、大型商用液氮工廠：專為大規模生產和供應液氮設計，常見于鋼鐵、化工等行業，以及作為商業供氮站向周邊用戶提供服務。
三、應用領域
1、醫療保健
（1）生物樣本儲存：液氮可用于長期保存血液制品、疫苗、干細胞等生物樣本。
（2）外科手術：在一些特殊情況下，如腫瘤切除時，可利用液氮冷凍破壞病變組織。
2、食品加工
（1）速凍保鮮：快速凍結食品以保持其新鮮度和營養價值，常用于海鮮、肉類及水果蔬菜的保鮮處理。
（2）品質改良：通過控制結晶過程改善冰淇淋等產品的質地。
3、科學研究
（1）物理化學研究：提供低溫環境，便于研究物質在低溫度下的性質變化。
（2）材料科學：用于制造超導材料或其他需在低溫條件下工作的新型材料。
4、航空航天
（1）火箭推進劑：液氧和液氫是常見的火箭燃料組合，其中液氧可通過類似工藝從空氣中提取。
（2）空間模擬試驗：創建接近太空環境的條件，測試航天器及其組件的性能。
5、環境保護
（1）廢氣凈化：利用低溫冷凝技術去除工業廢氣中的有害成分。
（2）廢水處理：通過冷凍濃縮技術減少廢水中污染物濃度。
四、維護保養
為了確保液氮制備機的安全高效運行，定期維護至關重要：
1、日常檢查：每日開機前應檢查所有連接件是否緊固，管道是否有泄漏跡象，儀表讀數是否正常。
2、清潔與潤滑：保持設備內外部清潔，特別是散熱器部分，防止灰塵堆積影響散熱效果；按規定周期給運動部件添加潤滑油。
3、系統校準：定期對壓力傳感器、溫度計等關鍵元件進行校準，保證測量準確性。
4、緊急停機裝置測試：確保緊急停止按鈕功能完好無損，能夠在必要時立即切斷電源保護人員安全。
