说明书制氮机

目录一、产品简介

1.1PSA制氮机工作原理

氮气在自然界中分布很广，是空气的主要成分，在干燥空气中，氮气含量占空气的78%，因此空气是制取氮气的最大原料库，它取之不尽，用之不竭。

变压吸附(PRESSURE SWING ADSORPTION ):如果温度不变,在加压的情况下吸附,减压(抽真空或常压)解吸的方法,称为变压吸附。

碳分子筛( MOLECULAR SIEVING CARBON－－M .S .C ):是一种以煤为主要原料经过特殊加工而成的活性炭、黑色，表面充满微孔晶体的颗粒，是一种半永久性吸附剂。

制氮原理：碳分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于N2和O2在碳分子筛表面上的扩散速率不同,较小直径的气体分子(O2 )扩散较快,较多进入分子筛固相(微孔)中，较大直径气体分子(N2)扩散较慢，进入分子筛固相较少。氧的临界直径为，氮的临界直径为3Ａ，这样在气相中可得到氮的富集成份。压缩空气进入碳分子筛吸附塔，当吸附压力增加时，氧和氮的吸附同时增加。吸附开始后较短时间内，氧的吸附速度大大地超过氮的吸附速度，因此利用碳分子筛对氧和氮在某一时间内吸附量的差别这一特性，由程序控制器按特定的时间程序，结合加压吸附，减压解吸的循环过程（变压吸附过程），完成氮、氧分离，从而在气相中获得含氧量 1%的普通氮气。

本制氮系统为变压吸附式制氮装置，它是以压缩空气（空压机提供）为原料，无热吸附干燥机除去压缩空气中的水分子，过滤器除去空气中的油和粉尘使气体达到制氮设备入口的空气要求。设备利用碳分子筛的吸附特性，结合加压吸附、减压解吸，实现空气中的氮、氧分离，从而获得产品氮气。

1.2PSA制氮装置技术特点

多点复合式压紧装置

可以有效的提供分子筛的使用寿命，降低分子筛的粉化率；

◆分子筛

选用日本武田3KT-172型分子筛，使用寿命长，气耗比低；

◆复合流化床

采用复合式流化床，有效的保持分子筛的吸附效率，并给分子筛提供良好的解析环境；

◆气流扩散器

将进气集中的气流均匀的扩散，为吸附打下基础；

◆气流收集器

将制备的高纯度氮气最大量的收集，减小因气流收集而造成的效率降低；

◆气动阀

选用德国宝德角座式气动阀，使用寿命可达300万次，密封面采用聚四氟乙烯材料，密封性强，维修保养简单，维修成本低；

◆程控阀

选用日本SMC电磁阀，使用寿命可达500万次；

◆自动排空装置

具有氮气不合格自动排放功能，并设有手动供气、排空阀，用户可根据用气情况自行选用手动/自动功能，且手动阀的设置有利于维修气动阀、排除故障；

◆控制柜

采用双层门柜体，防护等级高；PLC采用西门子品牌，人机交换界面采用西门子品牌，可直观的显示设备的工作状态、故障时间、故障愿意，且修改设备的参数；

◆控制系统

使用全自动无人值守控制系统，自动记录运行时间、氮气纯度、流量等参

数，并预留远传DCS接口；多台设备时，可实现根据用户用气量大小自动、梯度开关机，用气量小时，可以自动将三台制氮机定义为主、辅、备机，实现真正的智能、节能；

控制气路

控制气路采用不锈钢材质，耐腐蚀性强，不易老化，且布局美观，配合铜制卡套，避免跑冒滴漏。

1.3PSA制氮装置性能指标

氮气产量：260Nm3/h

氮气纯度：≥98% N2(无氧含量)

氧含量：≤2%

氮气露点：≤-40℃

工作压力：输出压力：可调

电源：空压机撬块380V 50Hz 160KW电源一路

制氮机撬块220V 50Hz 电源一路

干燥机撬块220V 50Hz 电源一路

空气总管道口径DN80

氮气总管道口径DN40

1.4本套装置平面布置示意图

1.5PSA制氮装置主要部件图解

二、PSA制氮装置使用说明

2．1制氮机阀位示意说明

图2-1气动阀待机阀位图

图2-2气动阀控制程序图：工作状态----左塔吸附（时间0 —58）图2-3气动阀控制程序图：工作状态----均压过程（时间58—60）

图2-4气动阀控制程序图：工作状态----右塔吸附（时间0—58）

2．2阀组工作说明表附2-1表：FDA空分

制氮机阀位工作程序表

阀位工况

QV1

左排

QV2

右排

QV3

均压1

QV4

左进

QV5

右进

QV6

左出

QV7

右出

QV8

均压2

左塔工作

t=0～58s

关开关开关开关关均压过程

t=59～60s

关关开关关关关开右塔工作

t=61～

118s

开关关关开关开关

表2-2：制氮机自动运行表显工况表

显示

工况左塔压力右塔压力空气罐压

力

氮气罐压力

控制气源

压力

自动灯电源灯

左塔工作t=1min

～

MPa

MPa

亮亮

均压过程t=2s

～

MPa

～

Mpa

～

MPa

右塔工作t=1min 0

～

MPa

～

MPa

2．3阀组分布图

上阀组实物图

下阀组实物图2．4PSA制氮系统控制说明