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制氮機吸附

發布日期: 2020-05-13

變壓吸附制氮是近來發展起來的高效節能的新型氣體分離技術。它利用空氣作原料,在有電能的條件下制取氮氣。

制氮機吸附流程是指當潔凈的壓縮空氣進入A塔經分子篩向出口流動時,A塔壓力逐漸上升至約0.8MPa,空氣中的O2、CO2和H2O等被分子篩吸附,未被吸附的氮氣從吸附塔出口流出進入氮氣緩沖罐,吸附持續時間約60s。

制氮機工藝流程

制氮機工藝流程

分子篩制氮機基本流程

根據氮氣用量和使用要求,各裝置的流程略有差異,但是基本流程和配置為:

空氣壓縮機→儲罐→管道過濾器→冷凍干燥機(或其他再生干燥塔)→(超)精過濾器→高效除油器→緩沖儲罐→吸附塔A/B(兩塔流程)→粉塵過濾器→氮氣緩沖儲罐→氮分析儀→用戶。

空氣經壓縮機壓縮至0.8MPa,經空氣儲罐冷卻至常溫,再經管道過濾器油液分離進入冷凍式干燥機,流經精過濾器、超精過濾器和高效除油器除去油及液態水到達緩沖儲罐,再進入碳分子篩吸附塔組成的變壓吸附分離系統,壓縮空氣從容器底部進入后,空氣中氧氣、二氧化碳和水分被吸附劑選擇吸附,其余組份(主要為氮氣)則從出口端流出,經粉塵過濾器進入氮氣緩沖罐,經氮氣緩沖罐后作為產品氮氣輸出。之后,吸附塔經均壓、減壓至常壓等過程,脫除所吸附的雜質組份,完成碳分子篩的再生。兩吸附塔循環交替操作,連續送入空氣,連續產出氮氣。氮氣經計量及氮氣分析儀分析純度達標后進入氮氣輸送總管供使用。上述過程,由PLC控制系統自動控制。

制氮機工藝流程

空氣經壓縮機壓縮至0.85MPa并被壓縮機后冷卻器冷卻至約40℃后,進入空氣凈化單元除去壓縮空氣中的塵、水及油霧,然后進入PSA變壓吸附單元。該單元設置2個吸附塔,1 個塔吸附產氮,1個塔脫附再生,通過PLC控制切換閥的開關,使2個塔循環交替。吸附、均壓、解吸、吹掃4個工作過程如下。

(1)吸附。當潔凈的壓縮空氣進入A塔經分子篩向出口流動時,A塔壓力逐漸上升至約0.8MPa,空氣中的O2、CO2和H2O等被分子篩吸附,未被吸附的氮氣從吸附塔出口流出進入氮氣緩沖罐,吸附持續時間約60s。

(2)均壓。A塔內的分子篩吸附飽和后,停止吸附,并對B塔進行1個短暫的均壓過程:2個塔的進出口閥關閉,均壓閥打開,氣體分別從吸附塔的進出口通過均壓閥均壓到解吸塔,使2個塔的壓力達到平衡,持續時間約2s。均壓可減少反吹氣體對分子篩的沖擊,還可提高空氣回收率。

(3) 解吸。均壓完成后,A 塔通過出氣口繼續排氣,將吸附塔壓力迅速降至常壓,從而脫除已吸附的 O2、CO2和 H2O,實現分子篩的解吸再生。

(4)吹掃。為了使分子篩徹底再生,引出1股產品氮氣對A塔進行逆流吹掃。解析和吹掃持續時間共60s。在1個塔在吸附產氮的同時,另1個塔進行再生(即解吸和吹掃)過程,A 塔、B 塔交替進行吸附、均壓和再生,完成氧氮分離,連續輸出氮氣。變壓吸附制氮工藝流程見如圖。

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