膜分离与分子筛介绍及比较
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技术特点
设备运行能耗低,成本少,适应性强,产气快速, 设备运行能耗低,成本少,适应性强,产气快速,纯度易调 节; 完善的工艺流程设计,最优使用效果; ※ 完善的工艺流程设计,最优使用效果; 模块化结构设计,节省占地面积; ※ 模块化结构设计,节省占地面积; 操作简便,性能稳定,自动化程度高, ※ 操作简便,性能稳定,自动化程度高,可实现无人运 行; 合理的内部构件,气流分布均匀, ※ 合理的内部构件,气流分布均匀,减轻气流高速冲 击; 特有的碳分子筛保护措施, ※ 特有的碳分子筛保护措施,延长碳分子筛的使用寿 命; 关键部件采用著名品牌是设备品质的有效保证; ※ 关键部件采用著名品牌是设备品质的有效保证; 国家专利技术的自动放空装置,保证成品氮气品质; ※ 国家专利技术的自动放空装置,保证成品氮气品质; 具有多种故障诊断、报警及自动处理功能; ※ 具有多种故障诊断、报警及自动处理功能; 触摸式屏幕显示、露点检测、节能控制等。 ※ 触摸式屏幕显示、露点检测、节能控制等。
产品外形
变压吸附碳分子筛型制氮机
四川省古叙煤田
产品型号
变压吸附制氮装置分: 变压吸附制氮装置分 地面固定式和井下移动式 两种 地面固定式型号: 地面固定式型号 DT-800/1000/3000 井下移动式型号: 井下移动式型号 DT-400/2000 流量单位:M 流量单位 3/ h 氮气纯度:98%+ 氮气纯度
•
产品结构
膜分离式制氮机主要构成部件有: 膜分离式制氮机主要构成部件有: 空压机、换热器、过滤器组、膜组、 空压机、换热器、过滤器组、膜组、检测组件
碳分子筛式制氮机主要构成部件有: 碳分子筛式制氮机主要构成部件有: 空压机、地面冷干机、活性炭罐、过滤器组、 空压机、地面冷干机、活性炭罐、过滤器组、空气缓冲 吸附塔、氮气缓冲罐、 罐、吸附塔、氮气缓冲罐、检测组件
• 没有运动部件,设备维护保养少; 没有运动部件,设备维护保养少; • 设备形式可以根据用户应用情况,有箱式、撬装式、集装 设备形式可以根据用户应用情况,有箱式、撬装式、 箱式; 箱式; • 设备对土建没有任何特殊要求,安装费用低; 设备对土建没有任何特殊要求,安装费用低; • 运行噪音小,满足环保要求; 运行噪音小,满足环保要求; • 对环境无特殊要求,可在简单处理后的工况下运行。 对环境无特殊要求,可在简单处理后的工况下运行。 • 氮气露点低、可达-60℃;氮气没有任何灰尘、颗粒; 氮气露点低、可达-60℃;氮气没有任何灰尘、颗粒;
产 品 结 构
PSA变压吸附制氮机工艺流程
1、空气经过空压机压缩后进入空气储罐,经过稳压后流入 空气经过空压机压缩后进入空气储罐, 空气经过空压机压缩后进入空气储罐 空气预处理装置; 空气预处理装置; 2、空气预处理装置由三支精度不同的过滤器及一个活性炭 除油罐组成。 除油罐组成。压缩空气通过冷冻干燥机及过滤器使其由 粗到精地将水、 粉尘过滤干净, 粗到精地将水、油、粉尘过滤干净,其中水降到压力露 10℃,油降到0.001ppm 粉尘降至0.01um 0.001ppm, 0.01um; 点2~10℃,油降到0.001ppm,粉尘降至0.01um; 净化后的空气进入制氮机主机,经过主机上的9 3、净化后的空气进入制氮机主机,经过主机上的9个气动阀 门的自动切换,主机上的两个吸附塔交替吸附、解吸, 门的自动切换,主机上的两个吸附塔交替吸附、解吸, 使流入主机的空气中的大部分氮与少部分氧进行分离, 使流入主机的空气中的大部分氮与少部分氧进行分离, 并将富氧空气排空,氮气在塔顶富集, 并将富氧空气排空,氮气在塔顶富集,由管路输送到氮 气缓冲罐,并经流量计后进入注氮管路。 气缓冲罐,并经流量计后进入注氮管路
工作原理
以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理, 以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用 碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法,通称PSA PSA制 碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法,通称PSA制 氮。 在一定的压力下,利用空气中氧、 在一定的压力下,利用空气中氧、氮在碳分子筛上的扩散速率差 异较大,短时间内,氧分子被碳分子筛大量吸附,氮分子在气相富集, 异较大,短时间内,氧分子被碳分子筛大量吸附,氮分子在气相富集, 达到氧氮分离。 达到氧氮分离。 由于碳分子筛对氧的吸附容量随压力的不同而有明显差异, 由于碳分子筛对氧的吸附容量随压力的不同而有明显差异,降低 压力,即可解吸碳分子筛吸附的氧分子,使碳分子筛再生, 压力,即可解吸碳分子筛吸附的氧分子,使碳分子筛再生,得以重复 循环使用。 循环使用。 采用两个吸附塔工艺,一塔吸附产氮,一塔解吸再生,循环交替, 采用两个吸附塔工艺,一塔吸附产氮,一塔解吸再生,循环交替, 连续产出高品质氮气。 连续产出高品质氮气。
我院制氮机的独Leabharlann Baidu设计
1.采用了环保节能型的换热器,取代了35KW的电加热器,不仅 采用了环保节能型的换热器,取代了35KW的电加热器, 采用了环保节能型的换热器 35KW的电加热器 零故障率,而且节约了14%的电能, 14%的电能 零故障率,而且节约了14%的电能,有利于缓和用电高峰压 力. 2.对DM1200机型采用了双机单独运行方式 机型采用了双机单独运行方式. 2.对DM-800 1000 1200机型采用了双机单独运行方式. 例如:整机全开是1200立方产氮量,只开单台即为600 1200立方产氮量 600立方 例如:整机全开是1200立方产氮量,只开单台即为600立方 优点: 优点: 可以在大量需要氮气时整机运行; 2.1 可以在大量需要氮气时整机运行;也可以在平时防火 需要时单机运行. 需要时单机运行. 同时也满足了客户重要设备的一开一备要求. 2.2 同时也满足了客户重要设备的一开一备要求.
矿用移动式膜分离制氮机
煤炭科学研究总院沈阳研究院
产品型号
DM系列膜分离制氮机型号 共8种 系列膜分离制氮机型号:共 种 系列膜分离制氮机型号 DM-200/300/400/500/600/800/1000/1200 流量单位: 流量单位 M3/h 氮气纯度规格:97%和98%两种 和 氮气纯度规格 两种
现场产品图片
膜分离式与变压吸附分子筛 制氮机的比较
四川省古叙煤田
工作原理比较
• 膜分离制氮技术是根据压缩空气中各种气体在膜组件中 的溶解度和扩散系统的差异, 的溶解度和扩散系统的差异,导致气体在通过膜组件时 的相对渗透速率不同,可称之这“快气” 慢气” 的相对渗透速率不同,可称之这“快气”和“慢气”。 当压缩空气通过膜组件(采用原装进口膜组件) 当压缩空气通过膜组件(采用原装进口膜组件)时,渗 透速率较快的气体和水气、氢气、氧气、二氧化碳等, 透速率较快的气体和水气、氢气、氧气、二氧化碳等, 通过膜组件后,在膜渗透侧被富集, 通过膜组件后,在膜渗透侧被富集,而渗透速率较慢的 气体如氮气、一氧化碳、氩气等则在膜的滞流侧被富集, 气体如氮气、一氧化碳、氩气等则在膜的滞流侧被富集, 达到氧氮分离的目的。 达到氧氮分离的目的。 在一定的压力下,利用空气中氧、 碳分子筛制氮技术是 在一定的压力下,利用空气中氧、 氮在碳分子筛上的扩散速率差异较大,短时间内, 氮在碳分子筛上的扩散速率差异较大,短时间内,氧分 子被碳分子筛大量吸附,氮分子在气相富集,达到氧氮 子被碳分子筛大量吸附,氮分子在气相富集, 分离的效果。 分离的效果。
膜分离原理示意图
工艺流程图 移动制氮设备的三大主要组件
DM系列煤矿用膜分离制氮优点 DM系列煤矿用膜分离制氮优点
• 技术先进,是常温空气分离的最新技术; 技术先进,是常温空气分离的最新技术; • 操作简单,装置智能化控制,全程流量 氮气纯度检测,具 操作简单,装置智能化控制, 氮气纯度检测, 有氮气纯度达标自动注氮功能; 有氮气纯度达标自动注氮功能; • 连续运行可靠性高、设备使用寿命长,可达10年; 连续运行可靠性高、设备使用寿命长,可达10 10年 • 增容简单,仅仅需要并联添加膜件即可;体积小、重量轻, 增容简单,仅仅需要并联添加膜件即可;体积小、重量轻, 是移动制氮设备的不二选择; 是移动制氮设备的不二选择; • 安全可靠,整机防爆,系统具有超温,超压等多种防护和 安全可靠,整机防爆,系统具有超温, 控制功能; 控制功能; • 采用PLC控制,有以太网接口,具有数据上传功能; 采用PLC控制,有以太网接口,具有数据上传功能; PLC控制 • 开停机方便迅速,操作简单,能在短时间产生合格氮气; 开停机方便迅速,操作简单,能在短时间产生合格氮气;
性能参数
制氮机的矿用标准要求氮气纯度达到97% 制氮机的矿用标准要求氮气纯度达到 膜分离式制氮机和碳分子筛式制氮机均可完 成。
优缺点比较
由于结构设计和采用的组件体积不同, 由于结构设计和采用的组件体积不同,使膜分离制氮机 与碳分子筛制氮机各有优缺点。 与碳分子筛制氮机各有优缺点。 膜分离式制氮机具有体积小、易移动、 膜分离式制氮机具有体积小、易移动、便于维修等优 所以膜分离式制氮机更适合井下使用, 点,所以膜分离式制氮机更适合井下使用,但膜分离式制氮 机受罐笼容积的限制,所以单台产气量受限制, 机受罐笼容积的限制,所以单台产气量受限制,目前矿用井 下膜分离式制氮机最大产氮量在1200M /h。 下膜分离式制氮机最大产氮量在1200M3/h。 碳分子筛制氮机主要采用大型罐类容器,体积较大, 碳分子筛制氮机主要采用大型罐类容器,体积较大,吨 位较重,所以更适合地面使用, 位较重,所以更适合地面使用,而且分子筛式制氮机产气量 较大,地面单台可达3000 /h,但井下单台最大在400 较大,地面单台可达3000 M3/h,但井下单台最大在400 /h。 M3/h。
总
结
• 膜分离式制氮机操作简单、维护方便、单 膜分离式制氮机操作简单、维护方便、 位体积较小、具有移动便利的优点; 位体积较小、具有移动便利的优点;适合 井下使用. 井下使用. • 碳分子筛式制氮机单位产气量较大,利于 碳分子筛式制氮机单位产气量较大, 在地面设立固定式制氮点。 在地面设立固定式制氮点。
膜分离制氮机的原理
膜分离的核心是利用了空气中不同组分在高 分子材料上的扩散系数大小不同而达到气体分离 的物理过程。当空气中的氮气和氧气在驱动力— 的物理过程。当空气中的氮气和氧气在驱动力 膜两侧压差作用下, 膜两侧压差作用下,由于它们在膜中的渗透率和 扩散系数的不同,导致渗透速率较快的水蒸气, 扩散系数的不同,导致渗透速率较快的水蒸气, 氧等气体优先透过膜,成为富氧气体富氧的浓度 氧等气体优先透过膜,成为富氧气体富氧的浓度 可达40% 而渗透速率较慢的氮气在滞留侧富集, 可达40% ;而渗透速率较慢的氮气在滞留侧富集, 成为干燥的富氮气体90 90成为干燥的富氮气体90-99.9% 。