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产品名称： 变压吸附制氮设备制氮原理
发布日期： 2022-03-24
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一、工作原理
制氮机是根据变压吸附原理，采用高品质的碳分子筛作为吸附剂，在一定的压力下，从空气中提取氮气。经过净化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压解吸。由于空气动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先吸附，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。然后经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等杂质，实现再生。一般在系统中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，另一塔脱附再生，通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭，使两塔交替循环，以实现连续生产高品质氮气之目的。
二、系统流程
空压机 ➜ 缓冲罐 ➜ 压缩空气净化装置 ➜ 空气工艺罐 ➜ 氧氮分离装置 ➜ 氧气工艺罐。
1、空压机
空压机作为制氮机的气源电力设备，一般选择：螺杆机、离心机、为制氮机提供充足的压缩空气，保证制氮机能正常运行。
2、缓冲罐
储罐的作用是：缓冲、稳压、降温；从而减小系统压力的波动，通过底部排污阀充分除去油水杂质，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件，保证了设备可靠稳定的运行。
3、压缩空气净化装置
缓冲罐出来的压缩空气首先通入压缩空气净化装置，压缩空气先由高效除油器除去大部分的油、水、尘，再经冷冻干燥机进一步降温除水、精过滤器除油、除尘，并由在紧随其后的精过滤器进行深度净化。根据系统工况，西斯气体特意设计了一套压缩空气除油器，用来防止可能出现的微量油渗透，为分子筛提供充分保护。设计严谨的空气净化组件确保了碳分子筛的使用寿命，经本组件处理后的洁净空气可用于仪表用气。
4、空气工艺罐
空气储罐的作用是：降低气流脉动，起缓冲作用；从而减小系统压力波动，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件，以便充分除去油水杂质，减轻后续PSA氮氧分离装置的负荷。同时，在吸附塔进行工作切换时，它也为PSA氮氧分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。
5、氧氮分离装置
装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B两只。当洁净的压缩空气进入A塔入口端经碳分子筛向出口端流动时，O2、CO2和H2O被其吸附，产品氮气由吸附塔出口端流出。经一段时间后，A塔内的碳分子筛吸附饱和。这时，A塔自动停止吸附，压缩空气流入B塔进行吸氧产氮，对并A塔分子筛进行再生。分子筛的再生是通过将吸附塔迅速下降至常压脱除已吸附的O2、CO2和H2O来实现的。两塔交替进行吸附和再生，完成氧氮分离，连续输出氮气。上述过程均由可编程序控制器（PLC）来控制。当出气端氮气纯度大小设定值时，PLC程序作用，自动放空阀门打开，将不合格氮气自动放空，切断不合格的氮气流向用气点，气体放空时利用消音器使噪声降到78dBA以下。
6、氮气工艺罐
氮气缓冲罐用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气稳定。同时，在吸附塔进行工作切换后，它将本身的部分气体回充吸附塔，一方面帮助吸附塔升压，另外也起到保护床层的作用，在设备工作过程中起到极重要的工艺辅助作用。
三、技术指标
流量：5-2000Nm³/h
纯度：95%-99.9999%
露点：≤-70℃
压力：≤0.6Mpa（可调）
四、技术特点
1、压缩空气配置了空气净化干燥处理装置，洁净干燥的压缩空气，有利于延长分子筛的使用寿命。
2、采用的新型气动截止阀，启闭速度快，无泄露，使用寿命长，能满足变压吸附工艺频繁开闭，可靠性高。
3、完善的工艺设计流程，气流分布均匀，减轻气流高速冲击。降低能耗和投资成本合理的内部构件
4、选用高强度、高效率、低能耗的分子筛，智能联锁不合格氮气排空装置，保证产品氮气质量。
5、设备性能稳定，操作简便，运行稳定，自动化程度高，可实现无人运行，年运行故障率低
6、采用PLC控制，可实现全自动操作，可选配氮气装置流量，纯度自动调节系统，远程控制系统。
五、应用领域
电子工业：半导体及电子元件生产的氮气保护。
热处理：光亮退火，保护加热，粉末冶金机磁性材料烧结等。
食品工业：配置除菌过滤器，可用于充氮包装，粮食储藏，蔬果保鲜，酒类和保存。
化学工业：氮气覆盖，置换，清洗，压力输送，化学反应搅动，化纤生产保护等。
石油天然气工业：石油炼制，容器机管路充氮吹扫盒检漏。注氮采油。
医药工业：中西药充氮储藏，充氮药材气动传送等。
电缆行业：交联电缆生产保护气。
其他：冶金工业，橡胶工业，航天工业等。
纯度、流量、压力稳定可调，满足不同客户的需要。
制氮机是根据变压吸附原理，采用高品质的碳分子筛作为吸附剂，在一定的压力下，从空气中提取氮气。经过净化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压解吸。由于空气动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先吸附，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。然后经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等杂质，实现再生。一般在系统中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，另一塔脱附再生，通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭，使两塔交替循环，以实现连续生产高品质氮气之目的。
二、系统流程
整套制氧系统由以下部件组成：
空压机 ➜ 缓冲罐 ➜ 压缩空气净化装置 ➜ 空气工艺罐 ➜ 氧氮分离装置 ➜ 氧气工艺罐。
1、空压机
空压机作为制氮机的气源电力设备，一般选择：螺杆机、离心机、为制氮机提供充足的压缩空气，保证制氮机能正常运行。
2、缓冲罐
储罐的作用是：缓冲、稳压、降温；从而减小系统压力的波动，通过底部排污阀充分除去油水杂质，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件，保证了设备可靠稳定的运行。
3、压缩空气净化装置
缓冲罐出来的压缩空气首先通入压缩空气净化装置，压缩空气先由高效除油器除去大部分的油、水、尘，再经冷冻干燥机进一步降温除水、精过滤器除油、除尘，并由在紧随其后的精过滤器进行深度净化。根据系统工况，西斯气体特意设计了一套压缩空气除油器，用来防止可能出现的微量油渗透，为分子筛提供充分保护。设计严谨的空气净化组件确保了碳分子筛的使用寿命，经本组件处理后的洁净空气可用于仪表用气。
4、空气工艺罐
空气储罐的作用是：降低气流脉动，起缓冲作用；从而减小系统压力波动，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件，以便充分除去油水杂质，减轻后续PSA氮氧分离装置的负荷。同时，在吸附塔进行工作切换时，它也为PSA氮氧分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。
5、氧氮分离装置
装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B两只。当洁净的压缩空气进入A塔入口端经碳分子筛向出口端流动时，O2、CO2和H2O被其吸附，产品氮气由吸附塔出口端流出。经一段时间后，A塔内的碳分子筛吸附饱和。这时，A塔自动停止吸附，压缩空气流入B塔进行吸氧产氮，对并A塔分子筛进行再生。分子筛的再生是通过将吸附塔迅速下降至常压脱除已吸附的O2、CO2和H2O来实现的。两塔交替进行吸附和再生，完成氧氮分离，连续输出氮气。上述过程均由可编程序控制器（PLC）来控制。当出气端氮气纯度大小设定值时，PLC程序作用，自动放空阀门打开，将不合格氮气自动放空，切断不合格的氮气流向用气点，气体放空时利用消音器使噪声降到78dBA以下。
6、氮气工艺罐
氮气缓冲罐用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气稳定。同时，在吸附塔进行工作切换后，它将本身的部分气体回充吸附塔，一方面帮助吸附塔升压，另外也起到保护床层的作用，在设备工作过程中起到极重要的工艺辅助作用。
三、技术指标
流量：5-2000Nm³/h
纯度：95%-99.9999%
露点：≤-70℃
压力：≤0.6Mpa（可调）
四、技术特点
1、压缩空气配置了空气净化干燥处理装置，洁净干燥的压缩空气，有利于延长分子筛的使用寿命。
2、采用的新型气动截止阀，启闭速度快，无泄露，使用寿命长，能满足变压吸附工艺频繁开闭，可靠性高。
3、完善的工艺设计流程，气流分布均匀，减轻气流高速冲击。降低能耗和投资成本合理的内部构件
4、选用高强度、高效率、低能耗的分子筛，智能联锁不合格氮气排空装置，保证产品氮气质量。
5、设备性能稳定，操作简便，运行稳定，自动化程度高，可实现无人运行，年运行故障率低
6、采用PLC控制，可实现全自动操作，可选配氮气装置流量，纯度自动调节系统，远程控制系统。
五、应用领域
电子工业：半导体及电子元件生产的氮气保护。
热处理：光亮退火，保护加热，粉末冶金机磁性材料烧结等。
食品工业：配置除菌过滤器，可用于充氮包装，粮食储藏，蔬果保鲜，酒类和保存。
化学工业：氮气覆盖，置换，清洗，压力输送，化学反应搅动，化纤生产保护等。
石油天然气工业：石油炼制，容器机管路充氮吹扫盒检漏。注氮采油。
医药工业：中西药充氮储藏，充氮药材气动传送等。
电缆行业：交联电缆生产保护气。
其他：冶金工业，橡胶工业，航天工业等。
纯度、流量、压力稳定可调，满足不同客户的需要。
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