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工业制氮机,您了解多少?

2024/1/31

  制氮机,是指以空气为原料,利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。工业上应用的制氮机,根据分类方法的不同,可以分为三种,即低温精馏法(深冷空分法)、分子筛空分法(PSA)和薄膜渗透法(膜空分法)。本文以分子筛空分法(PSA)作为重点讨论。

  |PSA制氮原理:

  制氮机是按变压吸附技术设计、制造的氮气制取设备。制氮机以优良进口碳分子筛(CMS)为吸附剂,采用常温下变压吸附原理(PSA)分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联,由进口PLC控制进口气动阀自动运行,交替进行加压吸附和解压再生,完成氮氧分离,获得所需高纯度的氮气。

  |PSA制氮机技术指标:

  入口温度:≤40℃(需配冷干机)

  最低使用压力:0.5MPa

  常压露点:-40~-70℃/ctd

  氮气纯度:95-99.999%

  平均再生耗气量:≤5%

  环境温度:5~40℃

  切换周期:45-60S

  电压/频率:220V/50HZ

  |工作流程

  1、不等势均压:

  吸附塔A工作50秒后,碳分子筛趋近于饱和,进入2秒不等式均压(阀门V2,V3、V9,V10,全部关闭),吸附塔A的高压半成品氮气通过V7,V4进入吸附塔B,使两个吸附塔气压一致,均压后阀门全部关闭。

  2、A塔吸附,B塔不吸附:

  压缩空气从进出气阀V3打开(阀门V3与V4、阀门V5与V6运行时都只开一个,或同时关闭)经过管道进入吸附塔A升压预吸附,开始制氮过程及打开阀门V5输送成品氮气进储气罐。

  3、B塔吸附,A塔解吸:

  阀门V4,V10打开压缩空气进入吸附塔B,开始吸附工作,阀门V6,V9延时打开将氮气送入储气罐。同时,阀门V1打开将A塔的杂气排入大气(塔顶部微量氮气反吹杂气),直至B塔完成吸附,全部阀门关闭进入均压状态。

  |制氮机的选型方法

  空氮比:指要产生多少m³/H的氮气,消耗多少m³/H的空气?(注:以上指空氮比根据不同的厂家碳分子筛的性能和数据不一样,仅供参考。)

  PS:客户需要车间需要50m³/H的氮气,纯度99.9%,则需要配多大的空压机?

  计算:Q=50*4.0=200m³/H=3.33m³/min,通过此流量可以选相关的空压机设备。

  注明:对于99.999%纯度的,空氮比为1:8,考虑到整个系统经济性问题,我司建议200m³/h以下流量可以制氮主机一步法匹配,200m³/h以上的建议先将氮气通过PSA变压吸附制氮机将气体纯度到99.9%,再通过纯化装置将气体纯化到99.999%。