PSA制氮機工作過程詳解

PSA制氮機工作過程

1—空氣壓縮機; 2—過濾器; 3—干燥機; 4—過濾器; 5—PSA 吸附塔; 6—過濾器; 7—氮氣緩沖罐

空氣經空壓機壓縮后，經過除塵、除油、干燥后，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(xù)時間為幾十秒。左吸過程結束后，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(xù)時間為2～3秒。均壓結束后，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(xù)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。右吸結束后，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環(huán)進行下去。

制氮機的工作流程是由可編程控制器控制十個二位五通先導電磁閥，再由電磁閥分別控制十個氣動管道閥的開、閉來完成的。十個二位五通先導電磁閥分別控制左吸、均壓、右吸狀態(tài)。左吸、均壓、右吸的時間流程已經存儲在可編程控制器中，在斷電狀態(tài)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。當流程處于左吸狀態(tài)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。當流程處于均壓狀態(tài)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。當流程處于右吸狀態(tài)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，其它閥門都應處于關閉狀態(tài)。

PSA制氮系統(tǒng)設備

制造普通純度氮氣（氮氣純度95%～99.9%或95%～99.999%），PSA空分制氮系統(tǒng)由下列設備組成：（根據(jù)不同用戶要求，具體組成可能有所變化）

制造高純度氮氣（氮氣純度?99.9%～99.9995%），PSA空分制氮系統(tǒng)由下列設備組成：（根據(jù)不同用戶要求，具體組成可能有所變化）

制氮機空氣壓縮機的選擇

因為PSA空分制氮是通過加壓吸附、常壓解吸從空氣中直接制取氮氣，所以空壓機是提供氣體壓縮的動力源。目前廣泛使用的空壓機主要有螺桿空壓機和活塞空壓機兩大類。這兩種空壓機各有其特點，都可用于制氮系統(tǒng)。一般來說，螺桿空壓機氣量損耗少，產氣效率高，噪音低，維修量較小，但壓縮空氣中一般都含油，價格相對較高；活塞空壓機現(xiàn)有無油潤滑和有油潤滑兩種，對于制氮系統(tǒng)來說，最好配套使用無油潤滑空壓機。

空壓機的排氣量根據(jù)制氮機的規(guī)格而定。一般為了不使空壓機一直滿負荷運轉，有一定的卸載時間，有利于空壓機長期有效使用，在選擇空壓機的排氣量時，螺桿空壓機的排氣量一般要比制氮機要求的氣量大10～15%，活塞空壓機一般要比要求的排氣量大20～25%。

空壓機的額定排氣壓力最好選擇為0.8～1.0Mpa（最少要≥0.7Mpa），排氣壓力過高、過低均不好。

對于地處海拔高度≥1000m的地方，選擇空壓機時要考慮大氣壓力，請咨詢空壓機供貨商或咨詢我公司。

空壓機排出的壓縮空氣中含油量必須≤10ppm ，最好使用無油空壓機。

PSA制氮系統(tǒng)中設備主要電力消耗就是空壓機的功率消耗。

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