制氮機(jī)吸附

變壓吸附制氮是近來發(fā)展起來的高效節(jié)能的新型氣體分離技術(shù)。它利用空氣作原料，在有電能的條件下制取氮氣。

制氮機(jī)吸附流程是指當(dāng)潔凈的壓縮空氣進(jìn)入A塔經(jīng)分子篩向出口流動時，A塔壓力逐漸上升至約0.8MPa，空氣中的O2、CO2和H2O等被分子篩吸附，未被吸附的氮氣從吸附塔出口流出進(jìn)入氮氣緩沖罐，吸附持續(xù)時間約60s。

制氮機(jī)工藝流程

分子篩制氮機(jī)基本流程

根據(jù)氮氣用量和使用要求，各裝置的流程略有差異，但是基本流程和配置為：

空氣壓縮機(jī)→儲罐→管道過濾器→冷凍干燥機(jī)（或其他再生干燥塔）→（超）精過濾器→高效除油器→緩沖儲罐→吸附塔A/B（兩塔流程）→粉塵過濾器→氮氣緩沖儲罐→氮分析儀→用戶。

空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至0.8MPa，經(jīng)空氣儲罐冷卻至常溫，再經(jīng)管道過濾器油液分離進(jìn)入冷凍式干燥機(jī)，流經(jīng)精過濾器、超精過濾器和高效除油器除去油及液態(tài)水到達(dá)緩沖儲罐，再進(jìn)入碳分子篩吸附塔組成的變壓吸附分離系統(tǒng)，壓縮空氣從容器底部進(jìn)入后，空氣中氧氣、二氧化碳和水分被吸附劑選擇吸附，其余組份（主要為氮氣）則從出口端流出，經(jīng)粉塵過濾器進(jìn)入氮氣緩沖罐，經(jīng)氮氣緩沖罐后作為產(chǎn)品氮氣輸出。之后，吸附塔經(jīng)均壓、減壓至常壓等過程，脫除所吸附的雜質(zhì)組份，完成碳分子篩的再生。兩吸附塔循環(huán)交替操作，連續(xù)送入空氣，連續(xù)產(chǎn)出氮氣。氮氣經(jīng)計量及氮氣分析儀分析純度達(dá)標(biāo)后進(jìn)入氮氣輸送總管供使用。上述過程，由PLC控制系統(tǒng)自動控制。

制氮機(jī)工藝流程

空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至0.85MPa并被壓縮機(jī)后冷卻器冷卻至約40℃后，進(jìn)入空氣凈化單元除去壓縮空氣中的塵、水及油霧，然后進(jìn)入PSA變壓吸附單元。該單元設(shè)置2個吸附塔，1 個塔吸附產(chǎn)氮，1個塔脫附再生，通過PLC控制切換閥的開關(guān)，使2個塔循環(huán)交替。吸附、均壓、解吸、吹掃4個工作過程如下。

(1)吸附。當(dāng)潔凈的壓縮空氣進(jìn)入A塔經(jīng)分子篩向出口流動時，A塔壓力逐漸上升至約0.8MPa，空氣中的O2、CO2和H2O等被分子篩吸附，未被吸附的氮氣從吸附塔出口流出進(jìn)入氮氣緩沖罐，吸附持續(xù)時間約60s。

(2)均壓。A塔內(nèi)的分子篩吸附飽和后，停止吸附，并對B塔進(jìn)行1個短暫的均壓過程:2個塔的進(jìn)出口閥關(guān)閉，均壓閥打開，氣體分別從吸附塔的進(jìn)出口通過均壓閥均壓到解吸塔，使2個塔的壓力達(dá)到平衡，持續(xù)時間約2s。均壓可減少反吹氣體對分子篩的沖擊，還可提高空氣回收率。

(3) 解吸。均壓完成后，A 塔通過出氣口繼續(xù)排氣，將吸附塔壓力迅速降至常壓，從而脫除已吸附的 O2、CO2和 H2O，實現(xiàn)分子篩的解吸再生。

(4)吹掃。為了使分子篩徹底再生，引出1股產(chǎn)品氮氣對A塔進(jìn)行逆流吹掃。解析和吹掃持續(xù)時間共60s。在1個塔在吸附產(chǎn)氮的同時，另1個塔進(jìn)行再生(即解吸和吹掃)過程，A 塔、B 塔交替進(jìn)行吸附、均壓和再生，完成氧氮分離，連續(xù)輸出氮氣。變壓吸附制氮工藝流程見如圖。