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PSA制氮机的工艺流程和设备简介

1、工艺流程简介

空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，经严格的除油、除水、除尘净化处理，输出洁净的压缩空气，目的是确保吸附塔内分子筛的使用寿命。装有碳分子筛的吸附塔共有二个，一个塔工作时，另一个塔则减压脱附。洁净空气进入工作吸附塔，经过分子筛时氧、二氧化碳和水被其吸附，流至出口端的气体便是氮气及微量的和氧。另一塔（脱附塔）使已吸附的氧气、二氧化碳和水从分子筛微孔中脱离排至大气中。这样两塔轮流进行，完成氮氧分离，连续输出氮气，变压吸附制取的氮气纯度为95%-99.9%，如果需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。变压吸附制氮机输出的95%-99.9%氮气进入氮气净化设备，同时通过量计添加适量的氢气，在净化设备的除氧塔中氢和氮气中的微量氧进行催化反应，以除去氧然后经水冷凝器冷却，汽水分离器除水，再通过干燥器深度干燥（两个吸附干燥塔交替使用：一个吸附干燥除水，另一个加热脱附排水），得到高纯氮气，此时的氮气纯度可达99.9995%，见图-3。目前国内变压吸附制氮的生产能力为3000m3n/h。

当开启进气阀时，压缩的洁净空气由吸附塔的入口端进过其内部的碳分子筛向出口端顺向流动， 氧分子、二氧化碳等气体分子组分被快速吸附，产品氮气在吸附塔的出口端得到高纯度富集并经出气阀流入氮气缓冲罐，经过一段时间，碳分子筛吸附饱和，这时，自动关闭进气阀和出气阀，吸附塔停止吸附，并对碳分子筛进行再生，碳分子筛再生是通过打开排气阀将吸附塔内的气体逆流放空，脱除已吸附的氧分子、二氧化碳等气体分子组分。吸附和解吸过程是通过压力变化来实现的，故该工艺称为变压吸附（PSA）。

关于变压吸附制氧系统制取氧气方案说明

一、参数

流    量：10Nm3/h

纯    度：90-93﹪

氧 含 量：≤0.1%

露    ：≤-40℃

氮气压力：0.5MPa(0.1-0.5可调)

制氮系统设计方案描述 　　套装置由如流程图所示本套装置由压缩空气系统、压缩空气净化系统、变压吸附制氮装置等组成。

1、压缩空气系统

压缩空气系统由空压机提供变压吸附制氮装置所需的压缩空气。工艺要求该系统提供稳定的输出压力和足够的气量。我们为贵公司配置了**品牌的空压机，转子高速运转耐磨、低噪音、可靠维护简单。

2、压缩空气净化系统

经过压缩的空气首***入9级过滤器，然后进入冷冻式干燥机。让压缩空气强制降温，使空气中水蒸汽冷凝结成液态水夹带尘、油排出机外。冷干机放置于压缩机房。工艺流程采用冷冻干燥机除油水。

制氮所需的两个基本条件：

1.压缩空气

2.电源

空气后处理/净化系统：包括冷冻干燥机，用于除水，除油和除尘的3级精密过滤器，以及自动排水装置。

冷冻干燥功能：冷冻干燥用于去除水和冷空气。净化后的压缩空气的压力为2至10°C，除油率为99.999％，灰尘颗粒为0.01u，以确保吸附剂不被污染。适当地保护碳分子滑轮并确保碳分子滑轮的使用寿命。

空气缓冲罐功能：提高了输出气流的连续性和压力稳定性。

变压吸附吸附制氮系统：由A和B吸附塔，气动阀，无条件排放和设备控制系统组成。

双吸附塔交替进行吸附和**，完成氮和氧的分离，并连续输出氮。

变压吸附制氮机自动控制系统：主要由可编程序PLC控制器显示，纯度分析在线显示和无条件报警组成。

氮气缓冲罐：由氮气缓冲罐和输出压力控制阀组成。功能：将主机系统输出的氮气注入氮气缓冲罐中，以确保持续供应氮气和输出压力调节阀。可以通过减压阀调节压力。