『壹』 制氮機的原理
1.氣體知識
氮氣作為空氣中含量最豐富的氣體,取之不竭,用之不盡。它無色、無味,透明,屬於亞惰性氣體,不維持生命。高純氮氣常作為保護性氣體,用於隔絕氧氣或空氣的場所。氮氣(N2)在空氣中的含量為78.084%(空氣中各種氣體的容積組分為:N2:78.084%、O2:20.9476%、氬氣:0.9364%、CO2:0.0314%、其它還有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等,但含量極少),分子量為28,沸點:-195.8℃,冷凝點:-210℃。
2.壓力知識
變壓吸附(PSA)制氮工藝是加壓吸附、常壓解吸,必須使用壓縮空氣。現使用的吸附劑——碳分子篩最佳吸附壓力為0.75~0.9MPa,整個制氮系統中氣體均是帶壓的,具有沖擊能量。
變壓吸附制氮機是以碳分子篩為吸附劑,利用加壓吸附,降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣,從而分離出氮氣的自動化設備。
碳分子篩是一種以煤為主要原料,經過研磨、氧化、成型、碳化並經過特殊的孔型處理工藝加工而成的,表面和內部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑,呈黑色
碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠實現O2、N2的動力學分離。這樣的孔徑分布可使不同的氣體以不同的速率擴散至分子篩的微孔之中,而不會排斥混合氣(空氣)中的任何一種氣體。
碳分子篩對O2、N2的分離作用是基於這兩種氣體的動力學直徑的微小差別,O2分子的動力學直徑較小,因而在碳分子篩的微孔中有較快的擴散速率,N2分子的動力學直徑較大,因而擴散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴散同氧相差不大,而氬擴散較慢。最終從吸附塔富集出來的是N2和Ar的混合氣。
吸附壓力的增加,可使O2、N2的吸附量同時增大,且O2的吸附量增加幅度要大一些。變壓吸附周期短,O2、N2的吸附量遠沒有達到平衡(最大值),所以O2、N2擴散速率的差別使O2的吸附量在短時間內大大超過N2的吸附量。
變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性,採用加壓吸附,減壓解吸的循環周期,使壓縮空氣交替進入吸附塔(也可以單塔完成)來實現空氣分離,從而連續產出高純度的產品氮氣。
空氣經空壓機壓縮後,經過除塵、除油、乾燥後,進入空氣儲罐,經過空氣進氣閥、左吸進氣閥進入左吸附塔,塔壓力升高,壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附,未吸附的氮氣穿過吸附床,經過左吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐,這個過程稱之為左吸,持續時間為幾十秒。
左吸過程結束後,左吸附塔與右吸附塔通過上、下均壓閥連通,使兩塔壓力達到均衡,這個過程稱之為均壓,持續時間為2~3秒。均壓結束後,壓縮空氣經過空氣進氣閥、右吸進氣閥進入右吸附塔,壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附,富集的氮氣經過右吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐,這個過程稱之為右吸,持續時間為幾十秒。
同時左吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過左排氣閥降壓釋放回大氣當中,此過程稱之為解吸。反之左塔吸附時右塔同時也在解吸。
為使分子篩中降壓釋放出的氧氣完全排放到大氣中,氮氣通過一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔,把塔內的氧氣吹出吸附塔。這個過程稱之為反吹,它與解吸是同時進行的。
右吸結束後,進入均壓過程,再切換到左吸過程,一直循環進行下去。
制氮機的工作流程是由可編程式控制制器控制三個二位五通先導電磁閥,再由電磁閥分別控制八個氣動管道閥的開、閉來完成的。三個二位五通先導電磁閥分別控制左吸、均壓、右吸狀態。左吸、均壓、右吸的時間流程已經存儲在可編程式控制制器中,在斷電狀態下,三個二位五通先導電磁閥的先導氣都接通氣動管道閥的關閉口。當流程處於左吸狀態時,控制左吸的電磁閥通電,先導氣接通左吸進氣閥、左吸產氣閥、右排氣閥開啟口,使得這三個閥門打開,完成左吸過程,同時右吸附塔解吸。當流程處於均壓狀態時,控制均壓的電磁閥通電,其它閥關閉;先導氣接通上均壓閥、下均壓閥開啟口,使得這兩個閥門打開,完成均壓過程。當流程處於右吸狀態時,控制右吸的電磁閥通電,先導氣接通右吸進氣閥、右吸產氣閥、左排氣閥開啟口,使得這三個閥門打開,完成右吸過程,同時左吸附塔解吸。每段流程中,除應該打開的閥門外,其它閥門都應處於關閉狀態。
『貳』 制氮機成本如何計算
PSA制氮考慮空壓機電耗就可以了,液氮計算重量即可1噸換算為氣體800標方
『叄』 制氮機維護注意事項有哪些
制氮機維護注抄意事項襲:
一、根據《特種設備安全監察條例》中關於壓力容器定義的規定,制氮機屬壓力容器。應當嚴格執行《特種設備安全監察條例》和有關安全生產的法律、行政法規的規定,保證制氮機的安全使用。
二、公司製造保障部是特種設備管理部門,制氮機使用單位安全員要積極配合製造保障對制氮機日常維護、
三、只有經過培訓合格、持有國家頒發的特種作業人員證書並得到公司認可的操作人員才允許操作制氮機。操作者應熟悉制氮機的結構、性能特點,嚴格遵守操作規程及運行安全制度,嚴禁超溫、超壓、超限、超范圍使用。
四、使用單位應當對制氮機進行經常性日常維護和定期自行檢查,定期檢查應當每月進行一次。操作人員必須進行日常檢查,檢查合格後才能運行設備,並填好《壓力容器日常使用狀況和定期檢查記錄》。
『肆』 變壓吸附制氮機分子篩進水怎麼辦
如果碳分子篩當中進水的話,一般的體現為氮氣純度下降和流量不足,說明碳分子篩已經中毒失效,需要更換碳分子篩,目前還沒有碳分子篩再生的成熟技術和應用技術,建議您更換分子篩,另外說明您制氮機前面的凈化系統也出現了問題,如果僅僅只更換分子篩而不檢查壓縮空氣乾燥機的除水效果,以及管路過濾器的濾芯更換,那分子篩更換了也沒用,所以兩步走,先更換檢修前面的壓縮空氣處理系統,然後更換分子篩。