大流量氮?dú)獍l(fā)生器 大型氮?dú)獾臍怏w發(fā)生器 超高純一體式制氮機(jī)
一、供貨范圍
1、 空氣壓縮機(jī)
2、 空氣緩沖罐
3、 空氣凈化系統(tǒng)(gaoxiao除油器、T級(jí)過濾器、組合式干燥機(jī)、過濾器、活性炭過濾器)
4、 空氣儲(chǔ)罐
5、 制氮吸附塔、碳分子篩、控制閥門、控制儀表、PLC控制器、氮?dú)饧兌攘髁繖z測儀表等
6、 供貨商提供所有系統(tǒng)設(shè)備間的管道、閥門、儀表設(shè)備
7、 氮?dú)夤に嚬蓿ㄅ鋷О踩y、壓力表、排污閥等)
8、 隨機(jī)備品備件
制氮工藝由“空氣壓縮系統(tǒng)”、“空氣凈化系統(tǒng)”和“PSA制氮系統(tǒng)”三部分組成。
工藝首先將原料空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮至,再經(jīng)凈化系統(tǒng)凈化壓縮空氣,空氣質(zhì)量達(dá)到塵?!堞獭⒂头帧?m3;然后已處理好的壓縮空氣進(jìn)入空氣緩沖罐,再進(jìn)入由二個(gè)填裝碳分子篩的變壓吸附分離系統(tǒng),即制氮機(jī)組。潔凈的壓縮空氣由吸附塔底端進(jìn)入,氣流經(jīng)氣流分布器擴(kuò)散以后,均勻進(jìn)入吸附塔,進(jìn)行升壓氧氮吸附分離,然后從出口端流出氮?dú)?,進(jìn)入氮?dú)饩彌_罐;吸附劑吸飽后應(yīng)脫除所吸附的雜質(zhì)組分(主要為氧氣),降壓排放和吹掃吸附床層,完成吸附劑的再生;采用兩個(gè)吸附塔交替循環(huán)操作,連續(xù)不斷的生產(chǎn)純度≥%的氮?dú)?,產(chǎn)量為60Nm3/h,氮?dú)廨敵鰤毫?(可調(diào)),成品氮?dú)獬郝饵c(diǎn)為≤-45℃。
二、變壓吸附分離原理及特點(diǎn)簡介
變壓吸附(Pressure Swing Adsorption 簡稱PSA)是指混合氣體在分離過程中,壓力發(fā)生周期性變化,混合氣體中某些組分在一定壓力下被吸附劑吸附,在壓力較低時(shí)又被解吸,吸附劑也同時(shí)得到再生的過程。
變壓吸附制氮裝置采用碳分子篩,其原理是利用壓力變化來進(jìn)行吸附與解吸,即讓空氣在一定壓力下通過裝有碳分子篩的吸附器,利用碳分子篩對(duì)空氣中氧、氮的選擇性吸附,使碳分子篩吸附其中的氧氣,從而獲得氮?dú)?;待吸附器?nèi)的吸附劑吸附達(dá)到一定飽和度后,降低其內(nèi)的壓力,使吸附劑在常壓下解吸再生,這樣利用多個(gè)吸附器的反復(fù)循環(huán),連續(xù)獲得產(chǎn)品氮。
這種吸附過程是氣體在微孔固體吸附劑上進(jìn)行的,其吸附力大小主要決定于吸附劑的性能與所加氣體的分壓和溫度。
變壓吸附制氮裝置一般是在常溫下工作的,其操作壓力不高(~),可以連續(xù)生產(chǎn)氮?dú)?,也可以間斷生產(chǎn),啟動(dòng)和調(diào)整很快,并且可以采用全自動(dòng)控制,因此是一種制氮設(shè)備。
二、變壓吸附制氮裝置技術(shù)優(yōu)勢:
的氣流分布裝置:吸附器底部導(dǎo)流擴(kuò)散裝置,使氣流分布更均勻,減少了分子篩的吸附,不僅提高了分子篩的利用率、減少壓縮空氣的耗氣量,還避免了氣流直接撞擊分子篩造成分子篩粉化。
合理的分子篩灌裝方式:分子篩采用灌裝,使分子篩分布均勻,且不易粉化;灌裝的次序?yàn)椋狠^大孔容的分子篩在底部,孔容中等的裝在吸附器的中部,小孔容的分子篩裝在上部。這樣灌裝的優(yōu)點(diǎn):在吸附器底部的壓縮空氣氧含量較高,孔容較大的分子篩吸氧量相對(duì)高一點(diǎn),從中部開始到頂部氧含量逐漸減少,而孔容小的分子篩有利于氮?dú)饧兌鹊奶岣?,也就是說分子篩各施其職,在相同的裝填量的情況下氮?dú)猱a(chǎn)量更大、氮?dú)饧兌雀?,能耗要?~5%。
碳分子篩的裝填技術(shù):采用裝填工藝技術(shù)及專業(yè)的振動(dòng)平臺(tái)填裝設(shè)備,裝填時(shí)使用純氮吹掃、塔體振動(dòng)相結(jié)合的方式,以使得初裝時(shí)盡可能地緊密使分子篩裝填非常均勻,裝填密度達(dá)670kg/m3以上。分子篩裝填均勻可有效防止隧道效應(yīng)。的裝填密度不僅避免了分子篩顆粒之間相互碰撞和摩擦而造成粉化,而且減少了吸附塔的無效空間,從而有效提高產(chǎn)氮率及碳分子篩使用壽命。
足量的分子篩:在分子篩量的計(jì)算上,一定量的保護(hù)層(俯沖層),也就是說在壓縮空氣進(jìn)氣量突然變大或壓力突然變高時(shí),分子篩不被穿透而引起氮?dú)饧兌鹊淖兓?,氮?dú)夤┙o用戶滿足生產(chǎn)。在設(shè)計(jì)上采用3倍左右的高徑比,一方面這種狀況下的氣流速度使分子篩吸附達(dá)到zuijia;另一方面比高徑比小的吸附器(直徑大)在保護(hù)層上所用的分子篩用量小,不僅降低了分子篩的裝填量,還可適當(dāng)減少吸附器無效空間。
合理的管道流速設(shè)計(jì):國家規(guī)定空氣流速≤18m/s,而我們廠標(biāo)規(guī)定空氣流速≤14m/s,這種流速對(duì)閥門的沖擊、氣蝕較小,使閥門的運(yùn)行壽命長、密封性好。
氧化鋁的作用:因它強(qiáng)度高,用它可以防止進(jìn)口氣流對(duì)床層分子篩進(jìn)行直接沖擊損害,起到延長分子篩壽命的作用。因它具有活性,所以還可以吸收進(jìn)口氣流中的水分、油霧等雜質(zhì),防止分子篩受到污染,延長其使用壽命和吸附性能。因它顆粒直徑較大,難以從分離塔下邊緣密封處漏出,從而可以避免其上裝填的分子篩直接接觸密封處而發(fā)生泄漏,起到隔離、密封分子篩的作用。因它顆粒均勻且較大,這樣堆積后就形成大量均勻的間隙,因此氣流通過它后就能得到進(jìn)一步的均勻擴(kuò)散。
*的“中均壓”流程設(shè)計(jì):常規(guī)的制氮機(jī)采用上下均壓設(shè)計(jì),本公司吸取國外制氮設(shè)備的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用“中均壓”流程設(shè)計(jì);常規(guī)的上下均壓是將塔體頂部高純氮均壓,塔體底部空氣均壓,使得閥門切換后筒體里初始氮?dú)饧兌炔桓?;而采用上下均壓后,將A塔中部的普氮均壓到B塔下部,提高了B塔的初始氮?dú)饧兌?,所以在B塔吸附時(shí),能更快的提高氮?dú)饧兌?,減少了出氮時(shí)間。高純氮?dú)猱a(chǎn)氮時(shí)間由原來的40-50分鐘,縮短為30-40分鐘,降低了不合格氮?dú)饪张欧艜r(shí)間。
高品質(zhì)元器件是運(yùn)行穩(wěn)定可靠的保證: 氣動(dòng)閥門、電磁先導(dǎo)閥門、流量計(jì)、氮?dú)夥治鰞x等關(guān)鍵部件采用配置,運(yùn)行可靠,切換速度快,故障率低,維修方便,維護(hù)費(fèi)用低。
理想的純度選擇范圍:氮?dú)饧兌日{(diào)節(jié)方便,可根據(jù)用戶的需求在79%~%之間可調(diào)節(jié),加上純化技術(shù)在后級(jí)串接氮?dú)饧兓?,可制?%的高純氮?dú)狻?/span>
不合格氮?dú)庾詣?dòng)排空系統(tǒng):-氮?dú)夥治鰞x從設(shè)備開機(jī)起就在線監(jiān)測出口氮?dú)獾募兌戎笜?biāo)。在氮?dú)夥治鰞x上可以設(shè)定好氮?dú)饧兌仍试S的下限值,當(dāng)出口氮?dú)饧兌鹊陀谠O(shè)定的下限值時(shí),氮?dú)夥治鰞x就會(huì)送出控制信號(hào)分別到PLC和電磁閥,相應(yīng)的電磁閥得到信號(hào)后開始動(dòng)作,關(guān)閉用戶管路出氣閥并同時(shí)打開不合格氮空閥門,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排空。
三、主要控制功能:
、控制系統(tǒng)----由PLC控制器和液晶觸摸屏及電磁閥、分子篩沉降報(bào)警開關(guān)、氮?dú)夥治鰞x,流量計(jì)等組成,通過編程的組態(tài)軟件,來實(shí)現(xiàn)制氮機(jī)的自動(dòng)控制。監(jiān)控制氮裝置的工作狀態(tài)、程控閥門的工作狀態(tài),可自由設(shè)置吸附時(shí)間,通過程序設(shè)置對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)閱、查看歷史記錄、故障報(bào)警等。
1、氮?dú)獬隹诜趴障到y(tǒng)為自動(dòng)放空系統(tǒng),且氮?dú)饧兌认孪蘅稍O(shè)定,通過比較純度下限設(shè)定值與氮?dú)夥治鰞x實(shí)時(shí)監(jiān)測到的氮?dú)饧兌?,來切換放空/成品用氣狀態(tài),使用戶不合格的廢氣及時(shí)有效的排放,產(chǎn)品氮?dú)赓|(zhì)量。
2、氮?dú)饧兌乳L時(shí)間不合格停機(jī)功能:氮?dú)饧兌炔缓细窈?,自?dòng)放空超過2小時(shí)后,制氮機(jī)自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警。
3、制氮機(jī)控制系統(tǒng),能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行,顯示制氮機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài),能自動(dòng)提示系統(tǒng)維護(hù),能對(duì)各種故障進(jìn)行報(bào)警提示并記錄(制氮機(jī)氣缸報(bào)警、氮?dú)饧兌炔缓细竦裙收希?,制氮機(jī)運(yùn)行參數(shù)可在正常范圍內(nèi)設(shè)定并有密碼保護(hù)。
變壓吸附制氮技術(shù)的背景介紹
氮在自然界中分布很廣,是空氣的主要成份,主要以單質(zhì)分子氮的形式存在于大氣之中。在干燥空氣中,氮的體積約占空氣的五分之四。因此,空氣是制取氮?dú)鈠uida原料庫,它取之不盡,用之不竭。
長期以來,人們一直在尋找比深冷法更簡便的空分方法---PSA。
早在1960年,Skarstrom提出了PSA,他以分子篩為吸附劑用一個(gè)二床PSA裝置,實(shí)現(xiàn)從空氣中分離出富氧,并于60年代投入工業(yè)生產(chǎn)。
1970年,PSA技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用取得了突破性的進(jìn)展,zui先應(yīng)用于空氣干燥與凈化。
1976年,PSA技術(shù)隨著吸附劑的快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)了從空氣中分離氮?dú)?。?0年代,西德埃森礦業(yè)研究所成功地開發(fā)了碳分子篩,為PSA空分制氮鋪平了道路,引起了廣泛的關(guān)注。)
之后,國內(nèi)外積極運(yùn)用PSA氣體分離理論,竟相研究和開發(fā)碳分子篩空分制氮技術(shù)。近三十多年來,我國的變壓吸附工業(yè)發(fā)展很快,在吸附劑和工藝技術(shù)等方面取得了突破性發(fā)展,技術(shù)日益成熟,設(shè)備向大型化發(fā)展。
PSA制氮機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、工藝說明及系統(tǒng)組成
積累了多種行業(yè)和領(lǐng)域的工業(yè)市場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):
* 吸附在常溫下進(jìn)行,不涉jue熱問題、工藝流程簡單、能耗少、投資省、運(yùn)行成本zui低;
*系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,運(yùn)行可靠,使用安全,可無人值守;
*設(shè)備開停機(jī)方便,啟動(dòng)快(在開機(jī)10~30分鐘后即可供氣),操作維護(hù)簡單、撬裝方便、裝置適應(yīng)性好;