PSA制氮/氧系统：怎么区别Nm³与m³

Nm³（标准立方米）与m³（立方米）作为气体体积计量单位，在变压吸附空分领域具有明确的技术内涵与应用差异，需严格区分其定义与使用场景。

定义区别

● Nm³（标准立方米）：是指在标准温度和压力（通常定义为0°C和1个标准大气压，即101.325 kPa）下，气体的体积。

● m³（立方米）：是体积的基本单位，表示在实际工况下（测量时的实际温度和压力），气体所占的空间大小。

为什么要区分Nm³与m³

● 压力变化巨大： 变压吸附工艺通过周期性压力变换实现吸附/解吸循环，操作压力跨度可相差数倍。同一股气体，在吸附压力下的体积（m³）是远小于在解吸压力下的体积（m³）的，但它的量（Nm³）是恒定的。

● 温度波动： 压缩做功、吸附放热、解吸吸热等过程都会引发显著温变，进而影响其实际体积（m³）。采用Nm³作为计量单位，可消除热效应对气体量的干扰。

● 性能评估： 装置的产能、回收率、能耗要放到标准状态（Nm³）才能进行评估比较，否则不同操作条件或不同工厂的数据不具备可比性。

● 设备设计： 吸附塔、储罐、管道必须能容纳操作压力和温度下的实际气体体积（m³）。不能选择Nm³作为计量单位。

对于变压吸附空分技术而言，理解Nm³与m³的不同很关键，混淆忽略二者将会导致一系列问题。

● 过程模拟失真（未考虑温、压对体积的影响）

● 设备选型失误（错用标准体积替代工况体积）

● 能效评估偏差（忽略状态参数对计量的影响）

Nm³与m³的关系

Nm³（标准立方米）与m³（立方米）之间存在换算关系：根据理想气体状态方程PV=nRT，可得到PV/T=nR。

对于一定量的气体，则有(P1*V1)/T1 =(P2*V2)/T2 ，

其中：

P1，V1，T1为标准状态下的压力、体积、温度，单位分别是kPa，Nm³， K；

P2，V2，T2为实际状态下的压力、体积、温度，单位分别是kPa，Nm³， K；

举例：

将实际工况下的 100 m³ 气体（温度 25°C，压力 121 kPa）换算为 Nm³。

统一单位：

● 实际温度T2=25°C =298.15K；

● 实际压力 P2=121 kPa；

● 标准压力 P1=100 kPa；

● 标准温度 T1=273.15K。

代入公式，V1=100m³×1 kPa /1.2 kPa ×298.15K/273.15K

换算得知，

V1= 100×1.2×0.916 =110Nm³。