PSA制氮機(jī)工作過程詳解

PSA制氮機(jī)工作過程

1—空氣壓縮機(jī); 2—過濾器; 3—干燥機(jī); 4—過濾器; 5—PSA 吸附塔; 6—過濾器; 7—氮?dú)饩彌_罐

空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮后，經(jīng)過除塵、除油、干燥后，進(jìn)入空氣儲罐，經(jīng)過空氣進(jìn)氣閥、左吸進(jìn)氣閥進(jìn)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?dú)獯┻^吸附床，經(jīng)過左吸出氣閥、氮?dú)猱a(chǎn)氣閥進(jìn)入氮?dú)鈨?，這個過程稱之為左吸，持續(xù)時間為幾十秒。左吸過程結(jié)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(dá)到均衡，這個過程稱之為均壓，持續(xù)時間為2～3秒。均壓結(jié)束后，壓縮空氣經(jīng)過空氣進(jìn)氣閥、右吸進(jìn)氣閥進(jìn)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?dú)饨?jīng)過右吸出氣
閥、氮?dú)猱a(chǎn)氣閥進(jìn)入氮?dú)鈨?，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(dāng)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?dú)馔ㄟ^一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔，把塔內(nèi)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(jìn)行的。右吸結(jié)束后，進(jìn)入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環(huán)進(jìn)行下去。

制氮機(jī)的工作流程是由可編程控制器控制十個二位五通先導(dǎo)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(dǎo)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(jīng)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(dǎo)電磁閥的先導(dǎo)氣都接通氣動管道閥的關(guān)閉口。當(dāng)流程處于左吸狀態(tài)時，控制左吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通左吸進(jìn)氣閥、左吸產(chǎn)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(dāng)流程處于均壓狀態(tài)時，控制均壓的電磁閥通電，其它閥關(guān)閉；先導(dǎo)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(dāng)流程處于右吸狀態(tài)時，控制右吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通右吸進(jìn)氣閥、右吸產(chǎn)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(yīng)該打開的閥門外，其它閥門都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。

PSA制氮系統(tǒng)設(shè)備

制造普通純度氮?dú)猓ǖ獨(dú)饧兌?5%～99.9%或95%～99.999%），PSA空分制氮系統(tǒng)由下列設(shè)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?dú)猓ǖ獨(dú)饧兌?99.9%～99.9995%），PSA空分制氮系統(tǒng)由下列設(shè)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(jī)空氣壓縮機(jī)的選擇

因?yàn)镻SA空分制氮是通過加壓吸附、常壓解吸從空氣中直接制取氮?dú)?，所以空壓機(jī)是提供氣體壓縮的動力源。目前廣泛使用的空壓機(jī)主要有螺桿空壓機(jī)和活塞空壓機(jī)兩大類。這兩種空壓機(jī)各有其特點(diǎn)，都可用于制氮系統(tǒng)。一般來說，螺桿空壓機(jī)氣量損耗少，產(chǎn)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(jī)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(jī)。

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

空壓機(jī)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(jī)時要考慮大氣壓力，請咨詢空壓機(jī)供貨商或咨詢我公司。

空壓機(jī)排出的壓縮空氣中含油量必須≤10ppm ，最好使用無油空壓機(jī)。

PSA制氮系統(tǒng)中設(shè)備主要電力消耗就是空壓機(jī)的功率消耗。

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