PSA制氮機工作原理及工藝流程(普及基本知識)（參考模板）

1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！PSA制氮機工作原理及工藝流程（普及基本知識）PSA制氮機工作原理及工藝流程一、基礎知識 1氣體知識氮氣作為空氣中含量最豐富的氣體，取之不竭，用之不盡。它無色、無味，透明，屬于亞惰性氣體，不維持生命。高純氮氣常作為保護性氣體，用于隔絕氧氣或空氣的場所。氮氣（N2）在空氣中的含量為78.084%（空氣中各種氣體的容積組分為：N2：78.084%、O2：20.9476%、氬氣：0.9364%、CO2：0.0314%、其它還有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量極少），分子量為28，沸點： -195.8，冷凝點：-210。2壓力知

2、識變壓吸附（PSA）制氮工藝是加壓吸附、常壓解吸，必須使用壓縮空氣?，F使用的吸附劑碳分子篩最佳吸附壓力為0.750.9MPa，整個制氮系統(tǒng)中氣體均是帶壓的，具有沖擊能量。二、PSA制氮工作原理：變壓吸附制氮機是以碳分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氮氣的自動化設備。碳分子篩是一種以煤為主要原料，經過研磨、氧化、成型、碳化并經過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色，其孔型分布如下圖所示：碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠實現O2、N2的動力學分離。這樣的孔徑分布可使不同的氣體以不同的速率擴散至分子篩的微孔之中，而不會排

3、斥混合氣（空氣）中的任何一種氣體。碳分子篩對O2、N2的分離作用是基于這兩種氣體的動力學直徑的微小差別，O2分子的動力學直徑較小，因而在碳分子篩的微孔中有較快的擴散速率，N2分子的動力學直徑較大，因而擴散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴散同氧相差不大，而氬擴散較慢。最終從吸附塔富集出來的是N2和Ar的混合氣。碳分子篩對O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲線和動態(tài)吸附曲線直觀表現出來： 由這兩個吸附曲線可以看出，吸附壓力的增加，可使O2、N2的吸附量同時增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。變壓吸附周期短，O2、N2的吸附量遠沒有達到平衡（最大值），所以O2、N2擴散速率的差別使O2的吸附量

4、在短時間內大大超過N2的吸附量。變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的2 / 8傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進入吸附塔（也可以單塔完成）來實現空氣分離，從而連續(xù)產出高純度的產品氮氣。三、PSA制氮基本工藝流程： PSA制氮機基本工藝流程示意圖 PSA制氮流程圖.doc (84 KB) PSA制氮流程圖.doc (84 KB)下載次數: 238282007-8-1 20:54 空氣經空壓機壓縮后，經過除塵、除油、干燥后，進入空氣儲罐，經過空氣進氣閥、左吸進氣閥進入左吸附塔，塔壓力升高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附

5、，未吸附的氮氣穿過吸附床，經過左吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為左吸，持續(xù)時間為幾十秒。左吸過程結束后，左吸附塔與右吸附塔通過上、下均壓閥連通，使兩塔壓力達到均衡，這個過程稱之為均壓，持續(xù)時間為23秒。均壓結束后，壓縮空氣經過空氣進氣閥、右吸進氣閥進入右吸附塔，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，富集的氮氣經過右吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐，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，氮氣通過一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸

6、附塔，把塔內的氧氣吹出吸附塔。這個過程稱之為反吹，它與解吸是同時進行的。右吸結束后，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環(huán)進行下去。制氮機的工作流程是由可編程控制器控制三個二位五通先導電磁閥，再由電磁閥分別控制八個氣動管道閥的開、閉來完成的。三個二位五通先導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，三個二位五通先導電磁閥的先導氣都接通氣動管道閥的關閉口。當流程處于左吸狀態(tài)時，控制左吸的電磁閥通電，先導氣接通左吸進氣閥、左吸產氣閥、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。當流程處于均壓狀態(tài)時，控制均壓的電磁

7、閥通電，其它閥關閉；先導氣接通上均壓閥、下均壓閥開啟口，使得這兩個閥門打開，完成均壓過程。當流程處于右吸狀態(tài)時，控制右吸的電磁閥通電，先導氣接通右吸進氣閥、右吸產氣閥、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，除應該打開的閥門外，其它閥門都應處于關閉狀態(tài)。二、變壓吸附制氧變壓吸附制氧，以沸石分子篩吸附劑為核心，根據吸附劑在較高壓力下選擇吸附氮氣，未被吸附的氧氣在吸附塔頂部聚集，作為產品氣輸出。當處于吸附的吸附塔臨近吸附飽和之前，原料空氣停止進氣，轉而向另一只完成再生的吸附塔均壓，隨后泄壓再生。被均壓的吸附塔引入原料空氣開始吸附。兩只吸附塔如此交替重復，完成

8、氧氣傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！生產的工藝過程。工業(yè)用變壓吸附制氧可采用加壓吸附，常壓解吸流程；超大氣壓真空解吸流程；穿透大氣壓真空解吸流程。傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！制氮機原理及工藝過程（2個吸附塔A/B)PSA制氮的吸附劑采用CMS，利用氧氮在CMS表面吸附量的差異，即氧的擴散速遠遠大于氮的擴散速度，吸附O2而解吸N2。通過PLC可編程序控制器控制程控閥的啟動關閉，來實現每個吸附解吸循環(huán)過程，加壓吸附，減壓解吸，完成氧氮的分離，得到所需純度的氮。三、工藝流程說明 凈化：通過螺桿壓縮機將空氣加壓，通過一級過濾器除去空氣中的塵埃和部分殘油，

9、經過冷干機除水，將空氣露點降至常壓下的-23，此時大部分的水已經被除去。然后通過二、三級過濾器，達到吸附裝置長期穩(wěn)定運轉所必須的條件：殘油含量0.003ppm，塵埃直徑0.01m 。 吸附再生：經過凈化后的空氣進入空氣緩沖罐，空氣緩沖罐主要用來保證制氮系統(tǒng)壓力的均衡。從空氣緩沖罐出來的凈化空氣從吸附塔底部進入A吸附塔，A塔進行吸附，CMS吸附O2，N2從塔頂出來進入N2產品緩沖罐。運行一段時間，A吸附塔中分子篩被O2飽和，但氧的吸附前沿還沒有到達A吸附塔的出口端，進行再生，PLC自動關閉A塔進氣閥，同時A塔給剛好完成沖洗的B塔均壓升，其本身是均壓降解吸，接下來，用產品氣對B塔進行終升壓達到吸附

10、壓力，A塔逆放解吸，O2從塔底解吸出來釋放到大氣，B塔開始吸附，A塔進行沖洗。兩個吸附塔交替進行吸附和再生，保證產品連續(xù)輸出。 每個塔都經歷以下步驟：吸附、降壓解吸、逆放、沖洗 、升壓 、終壓升 ，1-2分鐘內完成一個循環(huán)。為了獲得連續(xù)穩(wěn)定的產品氮氣，配置了產品氮氣緩沖罐。 氮氣輸出：經緩沖罐后，氮氣由調壓閥調節(jié)輸出壓力，并由調節(jié)閥結合流量計，調節(jié)輸出流量。當氮氣純度大于等于設定值時，氮分析儀發(fā)出信號，通過閥門調節(jié)，氮氣輸入用氣點。當氮氣純度小于設定值時, 通過閥門調節(jié)，氮氣自動排空。 PSA制氮機的自動運行由PLC、二位五通電磁閥自動控制。 在空氣緩沖罐上設置安全閥，安全閥的啟跳壓力為正常工作壓力的1.051.15倍。PLC系統(tǒng)設置空氣低壓報警，低壓報警值根據用戶氮氣最低壓力值進行設置。 吸附塔是傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希