制氮机系统技术方案.docx

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江西金阳钢艺有限公司
30Nm3／h-%
PSA变压吸附制氮系统
技
术
方
案
书
苏州苏净保护气氛有限公司
2011年08月
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护简单，低噪音，无基础运转的喷油螺杆式空压机。
压缩空气净化系统
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从缓冲罐出来的经过压缩的空气首先进入9级过滤器，然后进入冷冻式干燥机。
让压缩空气强制降温，使空气中水蒸汽冷凝结成液态水夹带尘、油排出机外。冷干机
最好放置于压缩机房。工艺流程采用冷冻干燥机除油水，基于四点原因：一是后级7
级送气管路过滤器进气口最大液体负载：2000Ppmw/w（露点＜-12C）,不采用冷冻
干燥机，7级送气管路过滤器易失效；二是冬季室外气温较低，压缩空气温度降低后
析出水分，堵塞管路系统，管路系统需倾斜并制作排液；三是管路系统析出水分后易
腐蚀生锈；四是以后如需提高氮气纯度，空气净化是必备的。
冷干机的后级为精密过滤器组，精密过滤器组由二级过滤器组成。分别是7级主
管路过滤器，3级高效除油雾过滤器。7级送气管路过滤器精度为1um,滤除1um和
更大的固态与液态颗粒，残留油份含量1ppmw/w。3级高效除油雾过滤器过滤精度
,，；。这样洁净干燥的压缩空气便可进入后级制氮部分经变压吸附及纯化装置产生纯度合格的氮气。
说明：在压缩空气净化系统后级配置一活性炭过滤器和空气缓冲罐。配置活性炭的
目的是当前级的空气过滤器滤芯没有及时更换时，活性炭过滤器可以吸附压缩空气中
的杂质，起到保护变压吸附制氮机的作用；配置空气缓冲罐的目的是因为变压吸附制
氮机的工作原理决定两塔周期性切换工作，切换时由于压差较大，空气瞬间流量会大
于空气过滤器和冷冻干燥机的额定处理气量，造成压缩空气的品质不能得到保证，而
配置了空气缓冲罐，则空气缓冲罐能起到提供瞬间大流量的压缩空气，保证压缩空气
的品质，从而确保变压吸附制氮机的制气效果和使用寿命。
.变压吸附制氮系统
变压吸附（PressureSwingAdsorption，简称PSA）是一种先进的气体分
离技术，它在当今世界的现场供气方面具有不可替代的地位。
PSA技术具有以下优点：
产品纯度可以随流量的变化进行调节；
在低压和常压下工作，安全节能；
设备简单，维护简便
微机控制，全自动无人操作。
关于吸附剂
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吸附剂是PSA制氮设备的核心部分。一般地，PSA制氮设备选择的是碳分子筛，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附。
变压吸附的原理
在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则
如上所述，在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气（）从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。
.苏净PS4U氮装置有如下方面的优势：
关键技术及产品
先进的吸附器结构和PSAX艺流程设计
完美的PSA工艺程序设计
旋风蜂窝式气体分布结构
暴风雪式分子筛装填工艺技术及可靠的自动压紧方式
关键部件全部选用国际知名品牌的产品
.先进的吸附器结构和PSAT艺流程
结合德国Carbotech公司及美国APCI公司先进的吸附器结构设计和优化的丁字
型变压吸附流程，确保碳分子筛的效率与寿命的最佳结合，属当今气体分离行业中
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的领先技术水平。
.氮气制取系统的独特的PSAX艺程序设计
、开机程序
制氮机开机启动后进入开机程序。开机程序为两吸附塔按照吸附周期进行切
换，但不输出氮气至氮气工艺罐。目的是使两吸附塔内的碳分子筛适应吸附工况，
避免开机初始碳分子筛再生不彻底，造成每次开机后达到纯度正常时间延长并且增
加碳分子筛的吸附疲劳强度。开机程序时间约为1分钟。
运行程序
开机程序结束后自动进入运行程序。运行程序为两吸附塔按照吸附周期进行切
换，同时输出氮气至