南拓：制氮机从空气开始怎样制氮过程原理

发布日期：2018-12-06 作者：点击：

气辅设备中的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，从空气中制取氮气。经过纯化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压脱附。因为空气动力学效应，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。接着经减压至常压，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。整套系统由以下部件组成：压缩空气净化组件、空气储罐、氧氮分离装置、氮气缓冲罐。

1、压缩空气净化组件空气压缩机提供的压缩空气最先通入压缩空气净化组件中，压缩空气先行由管道过滤器除去大部分的油、水、尘，再次经冷冻干燥机更进一步除水、精过滤器除油、除尘，并且由在紧随其后的超精过滤器进行深度净化。根据系统工况，尤其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，为碳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空气。

2、空气储罐空气储罐的作用是：降低气流脉动，起缓冲作用；进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，以期充分除去油水杂质，减轻后续PSA氧氮分离装置的负荷。除此之外，在吸附塔进行工作切换时，它亦为PSA氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力不久上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。

3、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与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塔手动停止吸附，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把吸附塔迅速下降至室温脱除已经吸附的O2、CO2与H2O来实现的。两塔交替进行吸附与再生，完成氧氮分离，连续输出氮气。上述过程皆由可编程序控制器（PLC）来控制。当出气端氮气纯度大小设定值时，PLC程序作用，手动放空阀门打开，把绝不合格氮气手动放空，确保绝不合格氮气绝不流向用气点。气体放空时利用消声使噪声小于75dBA。

4、氮气缓冲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与纯度，保证连续供给氮气稳定。除此之外，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，另一方面帮助吸附塔升压，此外亦起到保护床层的作用，在 氮气机工作过程中起到较重要的工艺辅助作用。