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(chǔ)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?chǔ)罐，這個(gè)過程稱之為左吸，持續(xù)時(shí)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(gè)過程稱之為均壓，持續(xù)時(shí)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?chǔ)罐，這個(gè)過程稱之為右吸，持續(xù)時(shí)間為幾十秒。同時(shí)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(shí)右塔同時(shí)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(gè)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(gè)過程稱之為反吹，它與解吸是同時(shí)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(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥，再由電磁閥分別控制十個(gè)氣動(dòng)管道閥的開、閉來完成的。十個(gè)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(shí)間流程已經(jīng)存儲(chǔ)在可編程控制器中，在斷電狀態(tài)下，三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥的先導(dǎo)氣都接通氣動(dòng)管道閥的關(guān)閉口。當(dāng)流程處于左吸狀態(tài)時(shí)，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(gè)閥門打開，完成左吸過程，同時(shí)右吸附塔解吸。當(dāng)流程處于均壓狀態(tài)時(shí)，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(gè)閥門打開，完成均壓過程。當(dāng)流程處于右吸狀態(tài)時(shí)，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(gè)閥門打開，完成右吸過程，同時(shí)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(dòng)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(jià)格相對(duì)較高；活塞空壓機(jī)現(xiàn)有無油潤滑和有油潤滑兩種，對(duì)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(shí)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(shí)，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(duì)于地處海拔高度≥1000m的地方，選擇空壓機(jī)時(shí)要考慮大氣壓力，請(qǐng)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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