PSA制氮机系统说明书20要点

CPT系列碳分子筛制氮机系统

使

用

说

明

书

供方公司：苏州开普气体设备有限公司

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PSA制氮机操作说明

1、开/关机顺序

开机准备

⑴所有的阀门应处于正确的开/关位置。

⑵检查各配套设备是否处于正常状态。

⑶电源是否在正常范围以内。

正常开机

⑴开启电控柜的电源开关。

⑵供气：启动空压机或气源向制氮机供气并启动冷干机运行开关。

⑶开启球阀V102排污，然后关闭,接着开启活性碳过滤器阀门V108、V109或V110、V111。

⑷调节仪表气减压阀TV1，使仪表压力在0.4~0.6Mpa范围内，向仪表气支路供气。

⑸开启制氮机电控柜的运行开关，PLC上电启动，电磁阀按预定程序动作，气动阀也对应动作，制氮机进入运行过程。

⑹缓慢开启进气阀JV1，使吸附塔的压力表读数达到设定值。

⑺制氮机工作2~3个循环周期后，调节截止阀JV3，输出氮气到氮气储罐。

⑻调节减压阀TV3，使氮气储罐的氮气压力达到设定值。

⑼开启调节取样减压阀TV2，并调节面板上取样流量计的针形阀将氮气取样流量设为1~1.5L/min，氮分仪进行自动检测状态。

⑽开启截止阀JV4并缓慢开启球阀BV4或BV5，使流量计的读书达到本机设定值。

A.首先打开冷冻干燥机，起到预热的作用．

Run 为其运行开

关，打开即可！

Stop为其停止开

关．

两个压力表分别为＂

冷媒低压＂和＂冷媒

高压＂压力指示，指针

在绿颜色范围正常．

B.打开空气出口开关

C. 打开空气压缩机

此为开关球阀，将其打开．

电源进线

此为空压机，开机前将其复位．

１为起开机按钮，打开即可 O 为其停止按钮 此为流量计 流量控制阀门

氮气取样口（此管

与制氮机相联）

空气储罐 过滤器

氮气缓冲罐

冷干机

D.打开氮气机开关

E.打开＂进气阀及出气阀门＂将其放空，其氮气纯度到99.9％后，

再关闭排空阀（上述）

停机步骤

⑴关闭球阀BV4或BV5，停止供氮气。 ⑵关闭进气阀JV1。

⑶关闭电控柜的运行开关，PLC 停止工作。

⑷关闭电控柜的电源开关，关闭减压阀TV2，氮气分析仪停止工作。 ⑸停止供气。

电源指示灯

纯度取样流量计

此为氮气分

析仪的指数．

纯度分析仪（开/关） 制氮机停机（关） 制氮机启动（开） 氮气压力表

电源进线

程序控制器

氮气进气阀（开机

后需打开）

氮气出气阀（开机后需打开）

其中有十只为气动控制阀门（无需人员去动，自动控制）

⑹开启球阀V102排污后关闭。 ⑺切断总电源。

结束，等待下一次开机。

2、氮气原理和一些技术说明

PSA 制氮原理简介变压吸附（Pressure Swing Adsorption ，简称PSA ）气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支，它在当今世界的现场供气方面具有不可替代的地位。 PSA 技术具有以下优点：* 产品纯度可以随流量的变化进行调节；* 在低压和常压下工作，安全节能；* 设备简单，维护简便* 微机控制，全自动无人操作。

关于吸附剂 吸附剂是PSA 制氮设备的核心部分。一般地，PSA 制氮设备选择的是碳分子筛，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附。

变压吸附的原理在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，则吸附量越小。如下图所示：

吸附量 吸附压力 0 如上所述，在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。变压吸附设备主要由A 、B 二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气（压力一般为0.7Mpa 左右）从下至上通过A 塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A 塔内分子筛吸附饱和时便切换到B 塔进行上述吸附过程并同时对A 塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。

氮在自然界中分布很广，是空气的主要成份，主要以单质分子氮的形式存在于大气之中。在干燥空气中，氮的体积约占空气的五分之四。因此，空气是制取氮气的最大原料库，

吸附量

吸附压力

它取之不尽，用之不竭。长期以来，人们一直在寻找比深冷法更简便的空分方法---PSA。早在1960年，Skarstrom提出了PSA专利，他以5A分子筛为吸附剂用一个二床PSA装置，实现从空气中分离出富氧，并于60年代投入工业生产。1970年，PSA技术在工业应用取得了突破性的进展，最先应用于空气干燥与净化。1976年，PSA技术随着吸附剂的快速发展实现了从空气中分离氮气。（70年代，西德埃森矿业研究所成功地开发了碳分子筛，为PSA空分制氮铺平了道路，引起了广泛的关注。）之后，国内外积极运用PSA气体分离理论，竟相研究和开发碳分子筛空分制氮技术。近三十多年来，我国的变压吸附工业发展很快，在吸附剂和工艺技术等方面取得了突破性发展，技术日益成熟，设备向大型化发展。

积累了多种行业和领域的工业市场应用经验，系统具有以下特点：

* 吸附在常温下进行，不涉及绝热问题、工艺流程简单、能耗少、投资省、运行成本最低；* 系统设计合理，运行可靠，使用安全，可无人值守；

* 设备开停机方便，启动快（在开机10～30分钟后即可供气），操作维护简单、撬装方便、装置适应性好；

制氮机流程概述：

首先由空压机（螺杆式）提供压缩空气，经空气储罐除去压缩气中的液态水和油，再经由冷干机、三级过滤器、活性炭过滤器除去压缩空气中的水、油、粉尘，为制氮机（氮气发生器）提供纯净的、稳定的压缩空气，也就是我们产生成氮气的原料。再经过制氮机通过变压吸附进行氧、氮分离，生产出氮气；氮气经过氮气精密分析仪器实现再线检测，并同时实现不合格气体自动放空和报警(可配)，全程接口实现无人操作。

中压吸附：由于碳分子筛表面的微孔大小与氧分子直径大小相差无几，在中压情况下，碳分子筛会选择吸附压缩空气中的氧气，对氮气不吸附，故氮气由吸附塔顶部流出，从而实现产氮。

常压再生：在迅速放空情况下，碳分子筛会释放所吸附的氧气，使分子筛得到再生，以便下一次使用。

两塔均压：一吸附塔工作结束后，在两秒（时间可设定）内，工作结束塔的气体向准备工作的吸附塔吹气，这样减少升压时间，同时压力变化较从大气压升至工作压力小，减少分子筛冲刷，增加产气量。

反吹冲洗：工作塔会由少量氮气对放空塔进行冲洗，将分子筛中没有放空的余氧赶掉，是再生塔的分子筛再生更充分。氮气升压：利用氮气缓冲罐的纯气对吸附塔进行升压，提高产气率，提高气体纯度，实现开机以后快速达到指定纯度。