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通用型PSA制氮机
添加时间:2016/01/20

1、PSA制氮原理简介 

变压吸附(Pressure  Swing  Adsorption,简称PSA)气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支,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。

2、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,则吸附剂的吸附量越大。反之,压力越低,则吸附量越小。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(压力一般为0.7Mpa左右)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。

3、变压吸附制氮技术的背景介绍

氮在自然界中分布很广,是空气的主要成份,主要以单质分子氮的形式存在于大气之中。在干燥空气中,氮的体积约占空气的五分之四。因此,空气是制取氮气的最大原料库,它取之不尽,用之不竭。

长期以来,人们一直在寻找比深冷法更简便的空分方法---PSA。

早在1960年,Skarstrom提出了PSA专利,他以5A分子筛为吸附剂用一个二床PSA装置,实现从空气中分离出富氧,并于60年代投入工业生产。

1970年,PSA技术在工业应用取得了突破性的进展,最先应用于空气干燥与净化。

1976年,PSA技术随着吸附剂的快速发展实现了从空气中分离氮气。(70年代,西德埃森矿业研究所成功地开发了碳分子筛,为PSA空分制氮铺平了道路,引起了广泛的关注。)

之后,国内外积极运用PSA气体分离理论,竟相研究和开发碳分子筛空分制氮技术。近三十多年来,我国的变压吸附工业发展很快,在吸附剂和工艺技术等方面取得了突破性发展,技术日益成熟,设备向大型化发展。

4、PSA制氮机系统的特点、工艺说明及系统组成

4.1 咖福气调公司积累了多种行业和领域的工业市场应用经验,系统具有以下特点:

* 吸附在常温下进行,不涉及绝热问题、工艺流程简单、能耗少、投资省、运行成本最低;

* 系统设计合理,运行可靠,使用安全,可无人值守;

* 设备开停机方便,启动快(在开机10~30分钟后即可供气),操作维护简单、撬装方便、装置适应性好;

4.2 咖福气调公司(PSA)制氮机系统工艺说明

4.2.1制氮机流程概述

            首先由空压机(螺杆式)提供压缩空气,经空气储罐除去压缩气中的液态水和油,再经由冷干机、三级过滤器、活性炭过滤器除去压缩空气中的水、油、粉尘,为制氮机(氮气发生器)提供纯净的、稳定的压缩空气,也就是我们产生成氮气的原料。再经过制氮机通过变压吸附进行氧、氮分离,生产出氮气;氮气经过氮气精密分析仪器实现再线检测,并同时实现不合格气体自动放空和报警(可配),全程接口实现无人操作。

4.2.2制氮机组技术特点

制氮技术由德国CarboTech公司提供;

氮气发生器的主要部件全部由德国进口

        可靠的阀门控制 ----- Burkert或山明气动阀

先进的控制系统 ----- 德国西门子可编程控器(PLC)

        准确的分析仪器 -----燃料氧电极,二年不用更换

独特的压紧技术 ----- 德国Carbo Tech “暴风雪法”的装填技术,此技术代表国际最新的装填方式,在结构方面使制氮机的气流分布均匀、充分、无“死角”。顶部采用Carbo Tech椰垫形成无数个细小的纤维弹簧,使碳分子筛受力均衡,无受力盲区。

4.2.3氮气发生器流程细述

中压吸附:由于碳分子筛表面的微孔大小与氧分子直径大小相差无几,在中压情况下,碳分子筛会选择吸附压缩空气中的氧气,对氮气不吸附,故氮气由吸附塔顶部流出,从而实现产氮。

常压再生:在迅速放空情况下,碳分子筛会释放所吸附的氧气,使分子筛得到再生,以便下一次使用。

两塔均压:一吸附塔工作结束后,在两秒(时间可设定)内,工作结束塔的气体向准备工作的吸附塔吹气,这样减少升压时间,同时压力变化较从大气压升至工作压力小,减少分子筛冲刷,增加产气量。

反吹冲洗:工作塔会由少量氮气对放空塔进行冲洗,将分子筛中没有放空的余氧赶掉,是再生塔的分子筛再生更充分。

氮气升压:利用氮气缓冲罐的纯气对吸附塔进行升压,提高产气率,提高气体纯度,实现开机以后快速达到指定纯度。

  4.3 咖福气调公司(PSA)制氮系统主要组成

咖福气调公司设计的制氮气系统主要由以下部件组成:

          ------空压机

------空气贮罐

          ------压缩空气净化组件

------氮气缓冲罐

------PSA制氮机

 

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