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浅谈制氮机工作原理

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文章附图

  以空气为原料,l利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。

  工业中有三种,即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。

PSA变压吸附制氮原理

 碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮,其吸附量也随着压力的升高而升高,而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而,仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附速度的话,就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧分子直径比氮分子小,因而扩散速度比氮快数百倍,故碳分子筛吸附氧的速度也很快,吸附约1分钟就达到90%以上;而此时氮的吸附量仅有5%左右,所以此时吸附的大体上都是氧气,而剩下的大体上都是氮气。这样,如果将吸附时间控制在1分钟以内的话,就可以将氧和氮初步分离开来,也就是说,吸附和解吸是靠压力差来实现的,压力升高时吸附,压力下降时解吸。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差,通过控制吸附时间来实现的,将时间控制的很短,氧已充分吸附,而氮还未来得及吸附,就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化,也要将时间控制在1分钟以内。

深冷空分制氮原理

深冷制氮不仅可以生产氮气而且可以生产液氮,满意需要液氮的工艺要求,并且可在液氮贮槽内贮存,当出现氮气间断负荷或空分设备小修时,贮槽内的液氮进入汽化器被加热后,送入产品氮气管道满意工艺装置对氮气的需求。深冷制氮的运转周期(指两次大加温之间的间隔期)一般为1年以上,因此,深冷制氮一般不考虑备用。而变压吸附制氮只能生产氮气,无备用手段,单套设备不能保证连续长周期运行。

膜空分制氮原理

空气经压缩机压缩过滤后进入高分子膜过滤器,由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数不同,导致不同气体在膜中相对渗透速率不同。根据这一特性,可将各种气体分为“快气”和“慢气”。

当混合气体在膜两侧压力差的作用下,渗透速率相对快的气体,如水、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后,在膜的渗透侧被富集,而渗透速率相对较慢的气体,如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则被滞留在膜的侧被富集,从而达到混合气体分离的目的。

1、 工艺特点:

(1) 变压吸附制氮设备具有适用气源广、产品纯度高、工艺简单、操作自动化程度高、运行费用低、等特点。

(2) 压缩空气净化组件使用寿命长易更换、易维护。

(3) 制氮设备出口流量大、出口压力可在设定范围内调节。

(4) 根据生产情况可随时开、停车。

(5) 产品氮气纯度高,通过变压吸附方式即可达到氮气纯度>99.99%,无需再配置氮气纯化设备。

2、 技术设计特点:

(1) 采用了独特的分子筛密实装填技术,及压紧装置,既避免了气流在高速流动中,冲击分子筛造成的分子筛粉化现象,提高了系统长期运行的可靠性。

(2) 科学合理的工艺流程和设备配置,设备结构紧凑、外型美观,占地面积小。

(3) 设备运行成本低,氮气纯度、流量稳定可靠。

(4) 空气预处理部分设备,每级过滤器都带有压差指示,自动排污系统。

(5)设备采用标准件连接拆卸,安装、维护更方便,更便捷。

(6) 用高可靠性的进口程控阀门,使用寿命长,能够满足设备长期稳定运行需要。

(7) 自动化程度高,采用我公司自研发的微电脑自动程序控制系统,设备可自动化运行,并可根据需要调节氮气纯度、压力、流量。

(8) 设备采用航空铝型材更佳使用于食品、医药行业或要求气源更高精度。


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