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    进口制氮机变压吸附制氮的核心步骤以及整个流程分析

    发布时间: 2021-04-20  点击次数: 63次
      进口制氮机采用的是变压吸附制氮技术,它是一种常温空气分离技术,和传统深冷空分相比,具有工艺流程简单,设备制造安装容易,适应性广,自动化程度高,操作简单、运行成本低,投资省的特点。
     
      变压吸附基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同压力下有不同的吸附容量,并且在一定压力下对被分离的气体混合物各组分又有选择吸附的特性。在吸附剂选择吸附的条件下,加压吸附除去原料气中的杂质组分,减压脱出这些杂质而使吸附剂获得再生。因此,一般采用两个吸附塔,循环交替的变换所组合的各吸附塔压力,就可以达到连续分离气体混合物的目的。因为吸附与解吸过程是通过压力变化实现的,故该工艺称作变压吸附(PRESSURE SWING ADSOPTION,简称PSA)。
     
      变压吸附制氮的核心是碳分子筛,是多孔的碳基材料,在变压吸附的过程中(大约1分钟)经历加压、减压,特别是减压的情况下,更容易造成分子筛粉化。因此,如何防止分子筛粉化就是变压吸附制氮的核心技术。同时,压缩空气中有颗粒、油及水,他们对分子筛造成伤害,也使分子筛软化然后粉化,中毒(进油),进而使设备的流量、纯度下降, 给安全生产带来巨大隐患…
     
      所以选用高效、可靠的碳分子筛,合理设计空气净化系统,辅以根本的先进的防止碳分子筛粉化工艺和技术,才能保证分子筛的长久寿命,保持设备长期低成本的使用,节约每一份运行成本。
     
      变压吸附制氮的四个步骤:
     
      为了获得连续的氮气,一般采用两个吸附塔进行交替吸附和再生,完整的变压吸附过程为:
     
      1、吸附 装有碳分子筛的吸附塔共有A、B二塔。当洁净的压缩空气进入A塔底端经碳分子筛向出口端流动时,O2、CO2和H2O被吸附, 产品氮气由吸附塔出口流出。
     
      2、均压 经一段时间后(大约1分钟),A塔内的碳分子筛吸附饱和。这时,A塔自动停止吸附,并对B塔进行一个短暂的均压过程,从而迅速提高B塔压力并达到提高制氮效率的目的。所谓均压,就是将两塔连通,使一只塔(待解吸塔)的气体流向另一只塔(待吸附塔),最终达到两塔的气体压力基本均衡。
     
      3、解吸 均压完成后,A塔通过底端出气口继续排气,将吸附塔迅速下降至常压,从而脱除已吸附的O2、CO2、H2O,实现分子筛的解吸再生。
     
      4、吹扫 为了使分子筛彻底再生,以氮气缓冲罐内的合格氮气对A塔进行逆流吹扫。
     
      以上过程是通过压力变化来实现的,因此该工艺称为变压吸附(Pressure Swing Adsorption , 简称PSA)。
     
      变压吸附制氮流程:
     
      压缩机提供的压缩空气, 经过空气系统净化处理, 洁净的压缩空气进入吸附塔进行氧、氮分离,得到合格的氮气,其流程包含:
     
      空气压缩: 在一定的压力下,变压吸附才能达到更好的吸附效果,因此,环境空气必须经过压缩;通常采用的是螺杆压缩机和离心机,由于螺杆压缩机分为两类,即有油润滑和无油润滑型,而考虑到无油螺杆机过高的价格,目前通常选用喷油螺杆机。 由于分子筛为微孔状颗粒,压缩空气中携带的油过多,则会造成微孔堵塞,从而降低分子筛效率,影响设备的产量,而这种损害是不可恢复的,因此选择品质高,含油量小的空气压缩机,是保证系统正常运行的关键因素之一。
     
      空气净化: 由于压缩空气中含有水、颗粒、油,这些杂质对分子筛有破坏作用,因此,必须用空气处理系统(过滤器及冷干机、吸干机等), 通过降温除去油水, 达到保护分子筛的目的。选用高品质的空气处理系统同样是保证制氮装置正常运行的关键因素之一。
     
      综上,详细分析了进口制氮机采用的变压吸附制氮技术的核心步骤以及整个流程过程,希望对广大用户了解制氮机有所帮助。
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