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    進口制氮機變壓吸附制氮的核心步驟以及整個流程分析

    發布時間: 2021-04-20  點擊次數: 255次
      進口制氮機采用的是變壓吸附制氮技術,它是一種常溫空氣分離技術,和傳統深冷空分相比,具有工藝流程簡單,設備制造安裝容易,適應性廣,自動化程度高,操作簡單、運行成本低,投資省的特點。
     
      變壓吸附基本原理是利用吸附劑對吸附質在不同壓力下有不同的吸附容量,并且在一定壓力下對被分離的氣體混合物各組分又有選擇吸附的特性。在吸附劑選擇吸附的條件下,加壓吸附除去原料氣中的雜質組分,減壓脫出這些雜質而使吸附劑獲得再生。因此,一般采用兩個吸附塔,循環交替的變換所組合的各吸附塔壓力,就可以達到連續分離氣體混合物的目的。因為吸附與解吸過程是通過壓力變化實現的,故該工藝稱作變壓吸附(PRESSURE SWING ADSOPTION,簡稱PSA)。
     
      變壓吸附制氮的核心是碳分子篩,是多孔的碳基材料,在變壓吸附的過程中(大約1分鐘)經歷加壓、減壓,特別是減壓的情況下,更容易造成分子篩粉化。因此,如何防止分子篩粉化就是變壓吸附制氮的核心技術。同時,壓縮空氣中有顆粒、油及水,他們對分子篩造成傷害,也使分子篩軟化然后粉化,中毒(進油),進而使設備的流量、純度下降, 給安全生產帶來巨大隱患…
     
      所以選用高效、可靠的碳分子篩,合理設計空氣凈化系統,輔以根本的先進的防止碳分子篩粉化工藝和技術,才能保證分子篩的長久壽命,保持設備長期低成本的使用,節約每一份運行成本。
     
      變壓吸附制氮的四個步驟:
     
      為了獲得連續的氮氣,一般采用兩個吸附塔進行交替吸附和再生,完整的變壓吸附過程為:
     
      1、吸附 裝有碳分子篩的吸附塔共有A、B二塔。當潔凈的壓縮空氣進入A塔底端經碳分子篩向出口端流動時,O2、CO2和H2O被吸附, 產品氮氣由吸附塔出口流出。
     
      2、均壓 經一段時間后(大約1分鐘),A塔內的碳分子篩吸附飽和。這時,A塔自動停止吸附,并對B塔進行一個短暫的均壓過程,從而迅速提高B塔壓力并達到提高制氮效率的目的。所謂均壓,就是將兩塔連通,使一只塔(待解吸塔)的氣體流向另一只塔(待吸附塔),最終達到兩塔的氣體壓力基本均衡。
     
      3、解吸 均壓完成后,A塔通過底端出氣口繼續排氣,將吸附塔迅速下降至常壓,從而脫除已吸附的O2、CO2、H2O,實現分子篩的解吸再生。
     
      4、吹掃 為了使分子篩徹底再生,以氮氣緩沖罐內的合格氮氣對A塔進行逆流吹掃。
     
      以上過程是通過壓力變化來實現的,因此該工藝稱為變壓吸附(Pressure Swing Adsorption , 簡稱PSA)。
     
      變壓吸附制氮流程:
     
      壓縮機提供的壓縮空氣, 經過空氣系統凈化處理, 潔凈的壓縮空氣進入吸附塔進行氧、氮分離,得到合格的氮氣,其流程包含:
     
      空氣壓縮: 在一定的壓力下,變壓吸附才能達到更好的吸附效果,因此,環境空氣必須經過壓縮;通常采用的是螺桿壓縮機和離心機,由于螺桿壓縮機分為兩類,即有油潤滑和無油潤滑型,而考慮到無油螺桿機過高的價格,目前通常選用噴油螺桿機。 由于分子篩為微孔狀顆粒,壓縮空氣中攜帶的油過多,則會造成微孔堵塞,從而降低分子篩效率,影響設備的產量,而這種損害是不可恢復的,因此選擇品質高,含油量小的空氣壓縮機,是保證系統正常運行的關鍵因素之一。
     
      空氣凈化: 由于壓縮空氣中含有水、顆粒、油,這些雜質對分子篩有破壞作用,因此,必須用空氣處理系統(過濾器及冷干機、吸干機等), 通過降溫除去油水, 達到保護分子篩的目的。選用高品質的空氣處理系統同樣是保證制氮裝置正常運行的關鍵因素之一。
     
      綜上,詳細分析了進口制氮機采用的變壓吸附制氮技術的核心步驟以及整個流程過程,希望對廣大用戶了解制氮機有所幫助。
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