空分装置制氮(空压制氮流程及操作)

海潮机械 2023-01-23 04:04 编辑:admin 52阅读

1. 空压制氮流程及操作

制氮机吸附塔工作原理

1、制氮机吸附塔位于氧氮分离单元,氧氮分离单元为制氮设备核心单元,主要由装有专用吸附剂的吸附塔、气动阀、压紧气缸、消声器等组成。根据在不同压力下,吸附剂对压缩空气中氧气吸附量的差异,吸附塔升压吸附剂吸氧产氮,降压吸附剂脱氧再生,两塔交替工作,实现连续制取氮气。

2、装有专用吸附剂的吸附塔共有A、B塔二只。当洁净的原料空气进入A塔,O2、CO2和H2O被吸附剂吸附,氮气由出口端输出。一段时间后,A塔内吸附剂吸氧饱和,切换至B塔工作,原料空气进入B塔吸氧产氮,A塔卸压,且小部分氮气进入A塔,脱附已被吸附的O2、CO2和H2O,实现吸附剂脱氧再生。两塔交替进行吸附和再生,完成氧氮分离,上述过程由PLC控制器全自动控制。

3、为防止因吸附剂间隙重组或正常损耗致使吸附塔内产生空空间,而导致吸附剂粉化,吸附塔顶部设置有压紧气缸。在压紧力的作用下,气缸活塞与吸附剂位移同步,保证吸附剂始终处于被压紧状态,确保吸附剂的使用寿命。

4、氧氮分离单元富氧气体排放口设置有消声器,通过阻抗复合式消音原理,有效降低富氧气体瞬间排放产生的噪声。

2. 空压制氮工艺流程图

假设体积比是78升:21升,分别除以22.4升/摩尔=3.4821摩尔:0.9375摩尔.氮气和氧气的摩尔质量是28克/摩尔和32克/摩尔,则质量比=3.4821*28:0.9375*32=97.50克:30克=3.25:1.

3. 空压机制氮

PSA系统的好处:

1、高达99.9995%的氮气纯度水平。

2、高度可靠的制氮系统

3、由于采用清洁和干燥的压缩空气进料,维护水平低。

4、高度一致,因为它能产生大量的氮气由于它的可安装性,它很轻松在狭窄的空间内应用。

5、其紧凑和无噪音的操作使氮气的生产和供应更加环保。

6、由于维护要求有限,耐用性和可靠性水平高。                                                    缺点:阀门动作量大,维护费用高些,第一次投入费用较高。                  膜制氮的优点:1. 可靠性:膜分离制氮机相较于变压吸附制氮机,其零部件会更简单,没有那么多的阀门、调阀、压力表等,因此膜分离制氮机故障率更低。

2. 扩容方便:用户生产能力需要增加,增加了生产线,只需要在原有设备上添加膜组就可以了。

3. 重量轻:膜分离制氮机设备不需要大底架,大箱子和大容器装膜。因此整机重量很轻。

4. 维修方便:膜坏了,只需要把膜拆下更换新膜就可以了,不需要维修变压吸附制氮机时,必须的拆卸工具、吊装工具。

5. 体积小:体积也就冰箱大小,不占地方。

6. 压力稳定:膜是气体直接通过式的,只要空压机稳定供气,膜制氮机就能稳定的出气,不会产生波动。

7. 噪音小:恒定的出气,没什么噪音,噪音可控。

8. 产氮气快:空气进去后出来就是氮气了。

9. 出气压力高:膜的耐压可达20kg;产出的氮气的压力可达16kg。

10. 氮气品质干净:膜的材质是高分子材料,所以产出的氮气没什么杂质颗粒。

11. 可以做到无需压力容器或减少压力容器,这样无需报检、报备。                   缺点:1. 容易报废:长期在50℃温度下容易老化. 有油污进入就全部报废。

2. 先期每根膜的投入高,且无法用国内产品代替。

3. 纯度没有变压吸附高,最多到99.5%。

4. 使用寿命短4—5年就需要更换膜了。

4. 空压机制氮机操作工岗位操作规程

这个要看您所需的氮气纯度了。纯度越高,压缩空气的需要就越多。

比方说,纯度为99%,则需要112.5NM3/min.

纯度为99.9%,则需要147NM3/min.

在选择空压机的时候,则需要选择压缩空气量超过计算值的空压机。

5. 空氮站工艺流程

主要有三种氮气制法:

1、分子筛空分制氮气:是以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法;

2、深冷空分制氮气:是一种传统的制氮方法,已有近九十年的历史。它是以空气为原料,经过压缩、净化,再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同,通过液空的精馏,使它们分离来获得氮气;

3、膜空分制氮气:是八十年代国外迅速发展的又一种新型制氮技术,在国内推广应用是最近三四年的事。膜空分制氮的基本原理是以空气为原料,在一定压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。

6. 空压制氮工作原理

在PSA制氮机中,有一个衡量设备效率的概念叫作“空氮比”。它是指制氮设备所消耗的干燥压缩机空气量与产品氮气量的比值。假设“空氮比”为3.5,则是说,每3.5立方的空气可以产出1立方的氮气。

采用的优质性能分子筛,可以让PSA制氮机具有极低的空氮比,这能有效提高产氮效率,降低客户成本。

7. 空压制氮原理流程图

采用高品质的碳分子筛作为吸附剂,在一定的压力下,从空气中制取氮气。经过纯化干燥的压缩空气,在吸附器中进行加压吸附、减压脱附。

由于空气动力学效应,氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮,氧被碳分子筛优先吸附,氮在气相中被富集起来,形成成品氮气。

然后经减压至常压,吸附剂脱附所吸附的氧气等杂质,实现再生。

一般在系统中设置两个吸附塔,一塔吸附产氮,另一塔脱附再生,通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭,使两塔交替循环,以实现连续生产高品质氮气之目的。整套系统由以下部件组成:压缩空气净化组件、空气储罐、氧氮分离装置、氮气缓冲罐。