PSA变压吸附制氮设备培训资料
PSA变压吸附制氮设备培训资料
一、瑞气简介:
二、瑞气制氮设备的命名
□ □ —□
产氮规格(N m3/h)
产品氮气纯度代码
制氮机类型：
BGPN－普通常规型
PGPN－食品专用型
KYZD－矿用地面移动式
KYGD－矿用地面固定式
举例说明：BGPN295-1000表示普通常规型制氮机，产品氮气纯度为99.5%，产氮规格为1000Nm3/h。
三、设备组成及工作原理
1、设备组成
变压吸附制氮设备由空气净化组件、空气缓冲组件、PSA氧氮分离组件、氮气缓冲组件、电气控制系统五大部分组成。见图1
图1
2、工作原理
变压吸附制氮设备，是采用碳分子筛作为吸附剂，利用变压吸附的原理来获取氮气的
设备。在一定的压力下，利用空气中的氧、氮在碳分子筛表面的吸附量的差异，即碳分子筛对氧的扩吸附远大于氮，通过可编程序控制气动阀的启闭，达到A、B两塔交替循环，加压吸附、减压脱附的过程，完成氧氮分离，从而得到所需纯度的氮气。
吸附：高压正流空气通过吸附器，其中水分、 二氧化碳和大部分碳氢化合物被分子筛吸收。
再生：低压反流污氮通过吸附器，吸附在分子 筛上的水分、二氧化碳和碳氢化合物被低压污氮 带走。
均压：需要再生的吸附器和完成再生的吸附器 进行压力平衡，以减少切换损失。
减压：吸附器通过放空消音器减压到接近大气 压力。
升压：用PSA后空气流的一部分，将再生后 的吸附器升高到吸附压力。
一个吸附器从吸附结束到再次吸附的工作过程如下：吸附结束→均压→减压→再生冲洗
→均压→升压→再次吸附。详见图
3、空气净化组件-AC
空气净化组件又叫AC部分，碳分子筛是变压吸附设备的核心部份,油中毒是碳分子筛的主要失效形式之一,对水的吸附会降低碳分子筛对氧的能力,有油润滑的空压机排出的压缩空气通常含有油和水,所以,必须在压缩空气进入氧氮分离组件前除油除水。
空气净化组件由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、超精过滤器、活性炭除油器、自动排污阀、球阀等组成。见图2
空气净化组件：作用是除去压缩空气中的尘埃、水和油，为氧氮分离组件提供洁净的原料—空气。
图2
3.1 过滤器
1、概述
过滤器是压缩空气等各种流体干燥和净化的必备元件。瑞气牌过滤器采用90年代国内外最新型滤芯，具有流通面积大、压力损失小、过滤精度高等特点。极大的满足了
各种气体过滤的要求。
MV型—管道过滤器
MA型—精过滤器
MB型—超精过滤器,粉尘过滤器
1、头座
2、滤体
3、O形圈
4、O 形圈
5、滤芯
6、铭牌
7、拉杆8、螺母9弹簧垫
10、平垫 11、密封垫片 12、堵头
图3
3.1.1 管道过滤器
压缩空气进入管道过滤器，将压缩空气中的>5μm的固体微粒及大部分的液态水和油雾滤除，保障冷冻干燥机和后级过滤器的正常使用。
管道过滤器为MV型（安装位置见图3），过滤精度>5μm，使用温度为<80℃，正常使用下的寿命为6个月，压力损失≤0.01Mpa
维护及保养
a.刚开机时，应缓慢开启进气阀门，以防击穿滤芯。
b.请按滤芯正常使用寿命及时更换。
c.更换滤芯时应将系统内的压力降为零，用专用扳手拧开螺母卸下下体，即可更换。
d.当发现压差表的指针指向红色区域时，应及时用洁净的压缩空气或氮气回吹，或更换
滤芯。
e.当发现过滤器内有大里油时,请及时更换滤芯。
3.1.2冷冻式干燥机
冷冻式干燥机气源净化原理：利用全封闭压缩式制冷系统，使空压机排出的压缩空气，经过管道过滤器处理后的空气强制冷却降温到5℃，使其中的水汽迅速达到饱和，并使其大部分凝结成水滴，积聚后由排水器排出，并除去部分油分，使其达到相对干燥。
常见故障及其处理方法
冷冻干燥机蒸发压力过低，会导致冰堵或停机。
原因：工况不正常，制冷剂不足。
处理方法：调整工况，顺时针调节热气旁通阀。添加制冷剂。
冷冻干燥机蒸发压力过高，会导致干燥效果不好。
原因：负载过重，工况不正常。
处理方法：应使负载符合冷冻干燥机的要求，逆时针调节热气旁通阀。
冷冻干燥机高压压力过低。
原因：冷却水温过低或流量过大，热气旁通阀开启过大。
处理方法：逆时针调节水量调节阀，逆时针调节热气旁通阀。
冷冻干燥机高压压力过高，会导致停机。
原因：冷却水温过高或流量过小，热气旁通阀开启过小。
处理方法：顺时针调节水量调节阀，顺时针调节热气旁通阀。
注：三阀（水量调节阀、热气旁通阀和膨胀阀）的调整并不是独立的，而是相互关联的，需一边调节阀门，一边观察仪表，直至参数显示在正常范围内。
3.1.3 精过滤器
压缩空气进入冷冻式干燥机，将压缩空气中的>0.5μm的固体微粒及大部分的液态水和油雾滤除，保障超精过滤器和后级活性炭除油器的正常使用。
管道过滤器为MA型（安装位置见图3），过滤精度>0.5μm，使用温度为<80℃，正常使用下的寿命为12个月，压力损失≤0.015Mpa.
注:维修及保养与管道过滤器一样。
3.1.4 超精过滤器
压缩空气进入精过滤器后，将压缩空气中的>0.01μm的固体微粒及大部分的液态水和油雾滤除，保障超精过滤器和后级活性炭除油器的正常使用。
管道过滤器为MB型（安装位置见图3），过滤精度>0.01μm，使用温度为< 120℃，正常使用下的寿命为12个月，压力损失≤0.02Mpa.
注:维修及保养与管道过滤器一样。
3.1.5 活性炭除油器
除油器内装填15＃颗粒活性炭（活性炭还具有除臭、除异味的作用），它的作用是将超过精过滤器过滤后的压缩空气通过活性炭的吸附作用进行深度除油雾处理，使用寿命为12个月（如发现空压机漏油应及时更换）。
更换活性炭的步骤：
1）更换活性炭时应将系统内的压力降为零；
2）用扳手拧开上、下法兰盖螺母卸下法兰（有手孔的可先卸上法兰和手孔），放出活性炭；
3）清洗除油器罐内壁，检查通气头是否完好；
4）安装下法兰盖（有手孔安装手孔法兰盖），装新活性炭，在装填过程中可用风扇吹去活性炭中的粉尘，安装上法兰盖板。
5）检查气密性；
6）使用前可用大量的压缩空气吹扫除油器，防止除油器内和活性炭粉尘进入吸附
塔。
图4
3.1.6 自动排污阀
1）内置自动排污阀
内置自动排污阀是安装在过滤器下体上，如发现其不排污或漏气应及时清洗，清洗时使过滤器压力为零，拆下下体后拆出排污阀进行清洗。
2）外置自动排污阀
对于倒桶式排污阀，在使用前应注满清水以开成水封才能工作，工作时有微量漏气属正常情况。新机在初入使用时，应经常手动排污，在运行过程中应定期手动排污，以保证自动排污阀畅通。
3）电子排污阀
电子排污阀是由电力及人为设备时间来控制其排污频次，如发现其不排污或漏气应及时维修。
注意：清洗自动排水器时，使用肥皂沬清洗即可。严禁使用汽油、曱笨、松香水等侵蚀性溶剂。
3.1.7 球阀
与自动排阀安装在一起的球阀起开关作用，正常时处于“开”状态，当自动排污阀被脏物堵塞时，可切断对应球阀检修，无需设备停机。
安装在排污总管上的球阀起设备停机时开启排污泄压的作用。
瑞气提醒您；分子筛是一种亲水性极恒吸附剂，它对水和油等极性分子具有明显的亲和性，为了保证其对N2的吸附免受油和水的影响，请严格按照说明书要求的时间更换滤芯、活性碳及排污。
4、空气缓冲组件—CG
空气缓冲组件的作用是保证系统用气平稳，在氧氮分离系统切换工作时防止瞬间气体流速过快，影响空气净化效果，减小因气流瞬间增大对滤芯冲击，提高进入吸附塔的压缩空气的品质，有利于延长分子筛的使用寿命。由空气缓冲罐、安全阀、截止阀、球阀、压力表等。见图5
图5
4.1 空气缓冲罐
作用：缓解设备切换时对滤芯冲击及提高进入吸附塔的压缩空气的品质作用，同时可沉降由活性炭除油器产生的粉尘，通过手动排污阀定时手动排出。每年由相关部门对压力容器进行检验。
4.2安全阀
作用：系统超压时安全阀开启泄压，保证制氮系统安全运行，每年由相关部门进行检验。
4.3 截止阀
作用：设备停机时或空气净化组件维修时关阀该阀，避免空气缓冲罐内的压缩空气放空而造成浪费。
4.4 压力表（带专用阀）
作用：显示空气缓冲罐内气体压力，专用阀用于维护压力表时切断压力表气路，请按照压力表校验的规定，定时由相关部门进行检验。
4.5 球阀
作用：停、开机时开启排污。
5、PSA氮氧分离组件
氮氧分离组件是制氮设备的主要部件，由两个交替工作的吸附塔（塔内装碳分子筛）和气动阀、减压阀、节流阀、消声器、程序控制器等组成。根据碳分子筛对空气中主要成分氧气和氮气的吸附速率不同，在加压吸附和降压脱附过程中实现氮氧分离，而加压吸附与降压脱附过程由可编程控制器按一定程序控制电磁阀并由电磁阀控制相应的气动阀自动运行。既当一只塔处于进气吸附产氮过程时，另一只塔则处于排气解吸再生过程。将碳分子筛所吸附的富氧气体通过消声器迅速排入大气中，使碳分子筛获得再生。
净化后压缩空气经调压阀T V1、节流阀L V1、通过管道式气动阀Q V1（或Q V2）的开启，以一定的压力和时间间隔，交替进入吸附塔A（或B）内，其中直径较小的氧分子被碳分子筛优先吸附，直径较大的氮分子则通过吸附塔流出，经过管道式气动阀Q V11（或Q V12）、节流阀L V2、过滤器QL进入缓冲罐中以备输出。当一只吸附塔处于进气吸附产氮过程中时，另一只吸附塔则处于排气解吸再生过程。所谓排气解吸再生过程，就是通过管道式气动阀Q V3（或Q V4）的开启，将碳分子筛所吸附的富氧气体通过消声器迅速排入大气中，使碳分子筛获得再生。这样，二只吸附塔在不断交替吸附与解吸过程中输出氮气。在吸附塔和再生之间，有一个短暂的均压过程，就是通过开启管道式气动阀Q V7、Q V6和Q V9、Q V10或（Q V8、Q V5和Q V9、Q V10），使两只吸附塔压力均衡，从而达到提高氮气回收率的目的。见氮氧分离10只气动阀结构图6，见氮氧分离12只气动阀结构图7
氮氧分离10只气动阀结构图6
图7没有
氮氧分离12只气动阀结构图7
5.1 吸附塔
作用：塔内装填碳分子筛吸附剂，氮、氧氧分离的作用。
结构：吸附塔内部结构为下通气头、下棕丝编、三氧化二铝、碳分子筛、中部通气头、
上通气头、上棕丝编、压环、孔板等组成（如图8）。
图8
5.1.1 下通气头
作用：使气流分布均匀,吸附塔工作时进气,再生时脱附用.
故障:不会发生故障.
5.1.2 下棕丝编
作用：隔离三氧化二铝及分子筛,防止三氧化二铝及分子筛从下孔板漏出.
故障：故障现象为:消声堵塞,排气速度慢,消声器有黑烟喷出.
处理：挖出碳分子筛,更换下棕丝编.注:此项工作只有在瑞气的服务工程师指导下才可允许操作.
5.1.3 三氧化二铝
作用：吸附前级处理后遗留下来微里的水,干燥压缩空气.
故障：其本身不会发发故障.
处理：因为油或粉化导致失效时,应更换.
5.1.4 碳分子筛
碳分子筛属于速度分离型的吸附剂，当吸附质的性质相差不大时，直径较小的气体分子扩散速度较快，较多进入分子筛的固相，而直径较大的气体分子扩散速度较慢，较少地进入分子筛的固相。时氧和氮来说，O2的分子直径为2.8A，碳分子筛的微孔直径为2.9A，N2的分子直径为3.0A，所以O2在碳分子筛微孔中的扩散速度要比N2快数十倍。当空气进入碳分子筛时，分子筛直径比N2稍小的O2以较快的速度扩散进入碳分子筛的微孔道，并优先被选择性吸附。
在吸附初始的短时间内，O2迅速集于碳分子筛颗粒内部，而N2则因未来得及被吸附，在气相中富集。所以，碳分子筛有分离空气中氧氮的作用，主要是依据这两种气体分子在碳分子筛表面扩散速度的差异。
在变压吸附设备中,由于碳分子筛是颗粒的物体,在填装过程中,不可能装填的绝对结实.而吸附塔在工作过程,在气流的作用下,分子筛存在下沉松动的可能性,从而会产生隧道效应.
PLC 状态指示灯亮检查PLC 状态指示灯亮所对应的气动阀有无执行(参考电气原理图及阀门时序表)件故障系瑞气企业:检查更换分子筛检查气动阀气动阀管道或法兰漏气气动阀检查见气动阀查漏表QV 2阀观察是否有排气维修QV 11QV 8需维如B 塔压力上升隧道效应：即碳分子筛塔腔应为适当的直径和高度，当碳分子筛在塔腔里充填不充分时，或者当碳分子筛管腔太粗未压紧时，都会产生隧道效应：压缩空气通过没有充分紧密充填的碳分子筛塔腔，对于其中间部分的碳分子筛会造成气流一样的冲刷效果，导致碳分子筛表面剥落和失效，使塔腔的中间的密度小，塔腔旁边的密度大。形成类似的隧道。
碳分子筛表面剥落和失效：即碳分子筛是一种表面为3. 0埃孔径，而内部有远远大于3.0埃的空间，以便使压缩空气中的氧气分子可以通过高质量碳分子筛表面的孔径进入碳分子筛。因此实际起制氮作用只是碳分子筛的表面部分，其内部只作为氧气分子的吸附储存和解吸。当低质量的碳分子筛塔腔有隧道效，而导致碳分子筛表面剥落时，碳分子筛的粉尘剥落十分之一时,可能其功效已经全失去而并非仅仅失去十分之一。
为解决上述的难题，必须限制碳分子筛在升压、降压过程中在塔腔的位移，避免产生隧道效应。经由瑞气公司的不断研发论证，采用气缸压（关于气缸我们在5.4中会作详细讲解）紧方法来控制碳分子筛的位移是唯一有效的，有效的解决了隧道效应这一制氮难题。
孔板孔板为气缸子筛下沉或松动后，由气为过气孔，防止碳分子筛漏故障现象：孔，与容器内壁配理：处理不分子筛。 管道式气动专利家专管道式气动阀（如图管道式气动阀（如图信+号-
输+出-报警11234991011121.返回2.E 零点23.5m V 3.E 量程23.5m V 4.T 零点:20.0℃5.T 量程:700℃6.输出电流零点7.输出电流量程3A RS232进气 出气风扇压力表出气ZO-802型氧化锆氧量分析仪O 2 4.98pp m 2001-06-21 10:45ZO-802型氧化锆氧量分析仪3.33 %25-14氧浓度日、时2004-01-15-13:30 9.12% 2004-01-15-14:30 9.82%2004-01-15-15:30 9.02%2004-01-15-16:30 9.56%
开LV1(进气节流阀)
A 塔有压上升
B 塔有压上升
无 开QV 3,缓慢打开LV1
○开QV 10 ○开QV 6或QV 8
○开QV 12 ○
○有漏气
○开QV 5或QV 7 ○开QV 11
○开QV 9 ○开QV 2
○有漏气
注：1、先检查排气口是否有漏气，如有应先维修；
2、每检查一步，如发现问题应先处理后再进行下一步；温州瑞气空分设备有限公司营销中心（服务）编制 - 13 -
0.5Mpa 的压力下，能在0.3秒内迅速完成启闭动作；指示直观，有反馈指示件的指示作用；安装维修方便，密封性能好，绝对零泄漏，便于远程气动控制；阀前后压差波动小，对阀芯不平衡力及启闭速度无任何影响；使用寿命长，最高可达150万次以上。
作用:气路开关,通过气动阀的开、关，两只吸附塔交替工作，一只吸附、另一只再生使设备不断产出氮气。
ZSGP 系列管道式气动调节阀
图9
结构及操作原理：通过切换阀门上的A 、B 控制气源接口处的压缩空气，活塞紧推阀座切断流体即阀处于关状态（如图10），当活塞移向阀座另一侧时则阀处于开态（如图
11）。
阀处于关状态图10阀处于开态
6、设备自动停机的检查步骤表:
注：检查时应按步骤进行，发现问题及时处理。
温州瑞气空分设备有限公司营销中心（服务）编制 - 14 -
如图11
5.2.1 瑞气管道式气动阀的故障处理常运行时应定时检查阀门的易损件，具体检查为法：
图12
单位地址：总部 浙江省温州经济技术开发区钱江路38号（325011）总机 电话：86 0577 86531111 传真： 86 0577******** 服务 电话：86 0577 86531106 传真： 86 0577********
温州瑞气空分设备有限公司营销中心（服务）编制 - 15 - 2. 活塞
3. 导向杆
4. 导向套
5．传力杆
6. 吸附塔法兰盖
气缸(QGa200)由气缸筒、活塞、导向杆、传动杆及报警装置等组成，如图13所示 :
图13
1. 自动停机装置
2. 气缸体
3. 活塞
4. 导向杆
5. 碳位报警装置
6．传动杆
7. 吸附塔法兰盖
8. 单向截止阀
5.3.3技术指标
设计压力:1.2MPa
试验压力:1.3MPa
最高工作压力:1.2MPa
最大行程:80 mm
5.3.4运行与维护4.1 气缸在出厂前已安装完好(若因运输原因未安装好可由用户自行装配)。4.2 安装完毕或初次使用前应先检漏。即先充气保压气压，保持4小时，压力变化值小于0.01MPa 。若达不到要求， 应检查气缸的装配是否存在漏气或密封圈损坏情况，针对具体情形进行处理。4.3 当气缸压力下降速度很快，且氮气的产量或纯度都在迅速下降时应立即停机检修。4.4 在气缸报警系统发出报警后，应尽可能停机添加分子筛。添加分子筛时，应先停机并将吸附塔压力降为零后，再拆除吸附塔法兰盖，
并打开单向截止阀泄压，使气缸复位。
4.5 气缸重新装配，关死单向截止阀后必须先检漏再使用。
http ：//https://www.sodocs.net/doc/2e6985838.html,
E-mail ：business@https://www.sodocs.net/doc/2e6985838.html, 温州瑞气空分设备有限公司营销中心（服务）编制 - 16 - 5.4 消声器
作用：降低吸附塔气体排空时产生的噪音。
5.5 压力表
作用：吸附塔上压力表显示的为吸附塔内的压力，气源三联件上压力表显示仪表控制气源压力，气缸
上压力表显示气缸内压力。5.6 节流阀
作用：进气阀为调节进气流量，出气阀门为调节开机时的出气流量。
出气阀的功能介绍：此阀为开机时控制PS A 部分向氮气缓冲罐送气的唯一的阀门，也是开机时控制氮气纯度上升速度关键阀门，具体操作为：开机时，待吸附塔工作3～5周期，开此阀门。阀门的开度为1/8圈或微开此阀门，听到管道有气流即可，观察吸附压力，开此阀门时，吸附压力不能快速下降。或观察氮气缓冲罐的压力，达到出口设定值，估计吸附压力与氮气缓冲罐压力基本相等后全开此阀门。
5.7 “回氮”吹扫阀
“回氮”冲洗：当一只塔进行解吸（排气）再生时，陷于碳分子筛死空间的富氧气体会被从另一塔回吹的小量产品氮气从消声器排出，因而可立即回复到吸附状态，从而提高吸附效率。针形阀L V4由服务人员调节，用户禁止调节。
5.8 单向阀
作用：“回氮”冲洗用，控制吸附的塔的气体未经过“回氮”吹扫阀返回到再生塔。 单向阀出现卡死或漏气，氮气纯度会随着下降或波动，此时需停机维修单向阀。
5.9 球阀
作用：控制仪表气开关。
球阀功能：设备无故障情况下，此阀门常开。维修气动阀、电磁阀等气路控制部分时关闭。6 氮气缓冲组件
氮气缓冲系统主要由缓冲罐、流量计、调压阀、节流阀、出口气动阀、氮气纯度分析仪等组成。其主要作用是使氮气压力、纯度和流量平稳，氮气纯度分析仪可即时测出氮气纯度，并自动控制气动阀将不合格氮气排空。如图14
PSA变压吸附制氮原理资料
制氮机 制氮机，是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。 根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以分为三种。 制氮机是按变压吸附技术设计、制造的氮气设备。制氮机以优质进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。 中文名制氮机 含义制取氮气的机械组合 工作原理利用碳分子筛的吸附特性 主要分类深冷空分，膜空分，碳分子筛空分、 1工作原理 1. ? PSA变压吸附制氮原理 2. ?深冷空分制氮原理 3. ?膜空分制氮原理 2主要分类 1. ?深冷空分制氮 2. ?分子筛空分制氮 3. ?膜空分制氮 3设备特点 4系统用途 5技术参数 工作原理 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。
PSA制氮机简介
PSA制氮机简介 碳分子筛变压吸附(简称:PSA)制氮装置，是一种新型的空气分离的高新技术设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用变压吸附流程制取氮气。在常温常压下，利用空气中的氧和氮在碳分子筛表面的吸附量的差异及氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同,通过可编程序控制器控制气动阀的启闭，实现加压吸附、减压脱附的过程，完成氧、氮分离，得到所需纯度氮气，氮气的纯度和产气量可按照客户要求调节。本公司生产的DFD系列普氮型制氮装置，氮气纯度为95%--99.999%，产气量为1Nm3 /h--3000Nm3 /h。 如果客户要求高纯度的氮气，则可以在DFD制氮装置后面配套我公司生产的加氢或加碳脱氧系列氮气纯化装置，纯度可以达到99.9999%，露点达到-70°C，氧含量为1ppm的高纯氮气。 PSA制氮机的特点 、成本低：PSA先进工艺是一种简便的制氮方法，开机后几分钟产生氮气，能耗低，氮气成本远远低于深冷法空分制氮和市场上的液氮。 2、性能可靠：进口微电脑控制，全自动操作，无需要特别训练的操作人员，只需按下启动开关，就可自动运转，达到连续供气。 3、氮气纯度稳定：完全由仪表监控、显示，确保所需氮气纯度。 4、选用优质进口分子筛：具有吸附容量大，抗压性能强，使用寿命长等特点。 5、高品质的控制阀门：优质的进口专用气动阀门可以保证制氮设备可靠地运转。 6、雄厚的技术力量和优良的售后服务：现场安装只需管道和电源，专业技术人员指导和定期回访，从而保证设备稳定可靠、长期运行。 PSA制氮机的应用领域 一．SMT行业应用
充氮回流焊及波峰焊，用氮气可有效抑止焊锡的氧化,提高焊接润湿性，加快润湿速度减少锡球的产生，避免桥接，减少焊接缺陷，得到较好的焊接质量。使用氮气纯度大于99.99或99.9%。 二．半导体硅行业应用 半导体和集成电路制造过程的气氛保护，清洗，化学品回收等。 三．半导体封装行业应用 用氮气封装、烧结、退火、还原、储存。维通变压吸附制氮机协助业类各大厂家在竞争中赢得先机，实现了有效的价值提升。 四．电子元器件行业应用 用氮气选择性焊接、吹扫和封装。科学的氮气惰性保护已经被证明是成功生产高品质电子元器件一个必不可少的重要环节。 五．化工、新材料行业行业应用 用氮气在化工工艺中创建无氧气氛，提高生产工艺的安全性，流体输送动力源等。石油：可应用于系统中管道容器等的氮气吹扫，储罐充氮、置换、检漏，可燃性气体保护，也应用于柴油加氢和催化重整。 六．粉末冶金，金属加工行业，热处理行业应用 钢、铁、铜、铝制品退火、炭化，高温炉窑保护，金属部件的低温装配和等离子切割等。 七.食品、医药行业行业应用 主要应用于食品包装、食品保鲜、食品储存、食品干燥和灭菌、医药包装、医药置换气、医药输送气氛等。 八.其他使用领域 制氮机除了使用在以上行业以外，在煤矿、注塑、钎焊、轮胎充氮橡、橡胶硫化等众多领域也得到广泛使用。随着科技的进步和社会的发展，氮气装置
制氮机组工作原理
制氮机组工作原理 工作原理：碳分子筛是一种以煤或果壳为原料经特殊加工而成的黑色颗粒。其表面布满了无数的微孔。碳分子筛分离空气的原理，取决于空气中氧分子和氮分子在碳分子筛微孔中的不同扩散速度，或不同的吸附力或两种效应同时起作用。在吸除平衡条件下，碳分子筛对氧、氮分子吸附量接近。但在吸附动力学条件下，氧分子扩散到分子筛微孔隙中速度比氮分子扩散速度快得多。因此，通过适当的控制，在远离平衡条件的时间内，使氧分子吸附于碳分子筛的固相中，而氮分子则在气相中得到富集。同时，碳分子筛吸附氧分子的容量，因其分压升高而增大，因其分压下降而减少。这样，碳分子筛在加压时吸附氧分子使氮分子得到富集，减压时解吸出氧分子排到空气中，如此反复循环操作，达到分离空气的目的。简称PSA制氮。2、工艺流程本装置按工艺流程划分：可分为空气源净化处理部分；变压吸附制氮部分；缓冲罐部分等三部分。 空气源净化处理部分：由冷冻干燥机（气源系统），多级过滤器（气源系统），高效除油器，空气缓冲罐等组成。由无油压缩机压缩的空气（含油量≤0.01mg/m3,压力≥0.65MPa）经过滤器分离滤除杂质，然后进入冷冻干燥机（或冷却器）进行冷冻干燥出水。（冷冻干燥机设有自动排水器能自动排出大量的水份。）然后进入高效除油器除去微量油分。经以上处理后的压缩空气是洁净的无油干燥空气贮于空气缓冲罐中。变压吸附制氮部分（又称组件），由吸附罐B1、B2及相关管路阀门组成。干燥的空气进入B1或B2罐时，空气中氧气和二氧化碳被分子筛吸附，从吸附塔输出的是工业粗氮，经过滤器F2源源不断贮存在氮气缓冲罐C2中。B1和B2罐每隔1分钟自动交换一次，一个工作，一个再生。
变压吸附式制氮设备
变压吸附式制氮设备 一、变压吸附制氮设备，即PSA制氮设备，其工作原理如下述： 变压吸附 (Pressure Swing Adsorption，简称PSA制氮) 是一种先进的气体分离技术，它在当今世界的现场供气方面具有不可替代的地位。一般PSA制氮选择优质进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不易被吸附。 在吸附平衡的情况下，任何一种吸附剂在吸附同一种气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大，反之，压力越低，吸附量越小。如上所述，使用较高压力的压缩空气，碳分子筛对氧气、二氧化碳、水分等的吸附量会增大，可以提高分子筛的吸附效率。 碳分子筛对氧和氮在不同压力下某一时间内吸附量的变化差异曲线如下图： PSA碳分子筛制氮装置中有两个装满碳分子筛的吸附塔，洁净、干燥的压缩空气进 入变压吸附制氮装置，流经装填有碳分子筛（CMS）的吸附塔。压缩空气由下至上流经 吸附塔，利用分子筛在不同压力下对 氮和氧等的吸附力不同，氧气、水、 二氧化碳等组份在碳分子筛微孔吸附， 未被吸附的氮气通过吸附塔，在出口 处富集，成为产品气，由吸附塔上端 流出，进入缓冲罐。经一段时间后， 吸附塔中碳分子筛吸附达到饱和，需 进行再生。（吸附塔内吸附再生简单示意图如左图） 再生是通过停止吸附步骤，降低吸附塔的压力来实现的。已完成吸附的吸附塔短期 均压后开始降压，脱除已吸附的氧气、水、二氧化碳等组份，完成再生过程。 两个吸附塔交替进行吸附和再生，从而产生流量和纯度稳定的产品氮气。两只吸附 器的切换由控制系统智能控制自动完成。
二、变压吸附制氮设备组成及工艺流程示意： 三、变压吸附制氮设备产品图片（只有制氮主机，不含配套设备）：
PSA制氮机工作原理及工艺流程
PSA制氮机工作原理及工艺流程 一、基础知识 1．气体知识 氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气（N2）在空气中的含量为78.084%（空气中各种气体的容积组分为：N2：78.084%、O2：20.9476%、氩气：0.9364%、CO2：0.0314%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：-195.8℃，冷凝点：-210℃。 2．压力知识 变压吸附（PSA）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。现使用的吸附剂——碳分子筛最佳吸附压力为0.75~0.9MPa，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。 二、PSA制氮工作原理： 变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色 碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。 由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值），所以O2、N2扩散速率的差别使O2的吸附量在短时间内大大超过N2的吸附量。 变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔（也可以单塔完成）来实现空气分离，从而连续产出高纯度的产品氮气。 三、PSA制氮基本工艺流程 空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸，持续时间为几十秒。左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过上、下均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2~3秒。均压结束后，压缩空气经过空气进气阀、右吸进气阀进入右吸附塔，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸，持续时间为几十秒。同时左吸附塔中碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀降压释放回大气当中，此过程称之为解吸。反之左塔吸附时右塔同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出的氧气完全排放到大气中，氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附塔，把塔内的氧气吹出吸附塔。这个过程称之为反吹，它与解吸是同时进行的。右吸结束后，进入均压过程，再切换到左吸过程，一直循环进行下去。 制氮机的工作流程是由可编程控制器控制三个二位五通先导电磁阀，再由电磁阀分别控制八个气动管道阀的开、闭来完成的。三个二位五通先导电磁阀分别控制左吸、均压、右吸状态。左吸、均压、右吸的时间流程已经存储在可编程控制器中，在断电状态下，三个二位五通先导电磁阀的先导气都接通气动管道阀的关闭口。当流程处于左吸状态时，控制左吸的电磁阀
PSA变压吸附制氮设备培训资料
PSA变压吸附制氮设备培训资料 一、瑞气简介: 二、瑞气制氮设备的命名 □ □ —□ 产氮规格(N m3/h) 产品氮气纯度代码 制氮机类型： BGPN－普通常规型 PGPN－食品专用型 KYZD－矿用地面移动式 KYGD－矿用地面固定式 举例说明：BGPN295-1000表示普通常规型制氮机，产品氮气纯度为99.5%，产氮规格为1000Nm3/h。 三、设备组成及工作原理 1、设备组成 变压吸附制氮设备由空气净化组件、空气缓冲组件、PSA氧氮分离组件、氮气缓冲组件、电气控制系统五大部分组成。见图1 图1 2、工作原理
变压吸附制氮设备，是采用碳分子筛作为吸附剂，利用变压吸附的原理来获取氮气的 设备。在一定的压力下，利用空气中的氧、氮在碳分子筛表面的吸附量的差异，即碳分子筛对氧的扩吸附远大于氮，通过可编程序控制气动阀的启闭，达到A、B两塔交替循环，加压吸附、减压脱附的过程，完成氧氮分离，从而得到所需纯度的氮气。 吸附：高压正流空气通过吸附器，其中水分、 二氧化碳和大部分碳氢化合物被分子筛吸收。 再生：低压反流污氮通过吸附器，吸附在分子 筛上的水分、二氧化碳和碳氢化合物被低压污氮 带走。 均压：需要再生的吸附器和完成再生的吸附器 进行压力平衡，以减少切换损失。 减压：吸附器通过放空消音器减压到接近大气 压力。 升压：用PSA后空气流的一部分，将再生后 的吸附器升高到吸附压力。 一个吸附器从吸附结束到再次吸附的工作过程如下：吸附结束→均压→减压→再生冲洗 →均压→升压→再次吸附。详见图 3、空气净化组件-AC 空气净化组件又叫AC部分，碳分子筛是变压吸附设备的核心部份,油中毒是碳分子筛的主要失效形式之一,对水的吸附会降低碳分子筛对氧的能力,有油润滑的空压机排出的压缩空气通常含有油和水,所以,必须在压缩空气进入氧氮分离组件前除油除水。 空气净化组件由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、超精过滤器、活性炭除油器、自动排污阀、球阀等组成。见图2 空气净化组件：作用是除去压缩空气中的尘埃、水和油，为氧氮分离组件提供洁净的原料—空气。
变压吸附PSA制氮机工作原理
变压吸附（ＰＳＡ）制氮机工作原理 １．概述 变压吸附法属于物理方法净化气体，原理是利用吸附剂对不同气体的吸附特性使气体净化、变压吸附的操作循环是在二个不同压力条件下进行，在高压下吸附混合气体中的杂质，低压下解吸，这中间没有温度变化，因此过程不需要热量，与其它需要供热的方法相比设备装置比较简单，但变压吸附的缺点是放空与吹净时有效气体的损失大． ２．变压吸附制氮装置工作原理 变压吸附制氮装置，是一种新型的空气分离设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用变压吸附流程，在常温低压下，利用空气中的氧气和氮气在碳分子筛中的扩散速率不同，把氧气和氮气加以分离． ３．工艺流程 变压吸了会制氮装置工艺流程是用在常温下变压吸附法．变压吸附为无热源的吸附分离过程，碳分子筛对吸附组分（主要是氧分子）的吸附容量因其分压升高而增加，因其分压的下降而减少．这样，碳分子筛在加压时吸附，减压时解吸，放出被吸附的部分，使碳分子筛再生，形成循环操作． 变压吸附过程，循环过程包括：吸附、均压、降压、释放、冲洗、然后再充压、吸 变压吸附制氮装置工艺流程图 工作原理 空压机产生高压空气（0.６MＰa－0.８MＰa）经过空气储气罐缓冲—→Ｃ级过滤器（主要过滤压缩空气中的水分）—→冷干机干燥除水—→Ｔ级过滤器（主要过滤压缩空气中的水和油）—→Ａ级过滤
器（主要过滤压缩空气中的油）—→活性碳过滤器（过滤油）—→吸附塔１（进入吸附塔的压缩空气是经ＰＬＣ编程器控制1、2、3、4、5、6、7、8、9气动阀的关、闭来实现气体的流向、吸附塔的加压吸附、减压解吸的过程）—→吸附塔2—→氮气储气罐—→流量计—→仓房
PSA变压吸附制氮机
PSA变压吸附制氮机原理 杭州辰睿空分设备制造有限公司生产的制氮机是根据变压吸附原理，采用高品质的碳分子筛作为吸附剂，在一定的压力下，从空气中制取氮气。经过纯化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压脱附。由于空气动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先吸附，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。然后经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等杂质，实现再生。一般在系统中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，另一塔脱附再生，通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭，使两塔交替循环，以实现连续生产高品质氮气之目的。整套系统由以下部件组成：压缩空气净化组件、空气储罐、氧氮分离装置、氮气缓冲罐。 1、压缩空气净化组件 空气压缩机提供的压缩空气首先通入压缩空气净化组件中，压缩空气先由管道过滤器除去大部分的油、水、尘，再经冷冻干燥机进一步除水、精过滤器除油、除尘，并由在紧随其后的超精过滤器进行深度净化。根据系统工况，辰睿空分气体特别设计了一套压缩空气除油器，用来防止可能出现的微量油渗透，为碳分子筛提供充分保护。设计严谨的空气净化组件确保了碳分子筛的使用寿命。经本组件处理后的洁净空气可用于仪表空气。 2、空气储罐 空气储罐的作用是：降低气流脉动，起缓冲作用;从而减小系统压力波动，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件，以便充分除去油水杂质，减轻后续PSA 氧氮分离装置的负荷。同时，在吸附塔进行工作切换时，它也为PSA氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。 3、氧氮分离装置 装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B两只。当洁净的压缩空气进入A塔入口端经碳分子筛向出口端流动时，O2、CO2和H2O被其吸附，产品氮气由吸附塔出口端流出。经一段时间后，A塔内的碳分子筛吸附饱和。这时，A塔自动
PSA变压吸附制氮和故障处理探讨
PSA 变压吸附制氮和故障处理探讨 雷志华 （浙江宁波春晓天然气处理厂，浙江宁波315830） 摘要：氮气是一种中性惰性气体，非活化状态下，氮气可作为保护气体用于防爆（惰化）或防止工作介质被氧化等场所， 被广泛用于石油化工、 天然气开采及加工、金属热处理、干燥和防腐保护等领域中。文章介绍了变压吸附制氮装置的配置、工作原理及PSA 制氮装置的应用以及简单故障处理。关键词：变压吸附；制氮装置；PSA ；故障处理；吸附分离系统中图分类号：TQ116文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）17-０００９－０２ ２００９年第１７期（总第１２８期） Ｃｈｉｎｅｓｅｈｉ－ｔｅｃｈｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ NO.17.2009 （CumulativetyNO.128） 中国高新技术企业 一、概述 氮气是一种中性惰性气体，非活化状态下，氮气可作为保护气体用于防爆（惰化）或防止工作介质被氧化等场所，被广泛 用于石油化工、 天然气开采及加工、金属热处理、干燥和防腐保护等领域中。 变压吸附制氮是近来发展起来的高效节能的新型气体分 离技术。 它利用空气作原料，在有电能的条件下制取氮气。国外ＰＳＡ工业制氮应用是在２０世纪８０年代初期，经过近３０多年研究开发，变压吸附装置在降低能耗、降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，得以广泛应用。 二、基本流程和配置 根据氮气用量和使用要求，各装置的流程略有差异，但是基本流程和配置为： 空气压缩机→储罐→管道过滤器→冷冻干燥机（或其他再生干燥塔）→（超）精过滤器→高效除油器→缓冲储罐→吸附塔Ａ／Ｂ（两塔流程）→粉尘过滤器→氮气缓冲储罐→氮分析仪→用户。 空气经压缩机压缩至０．８ＭＰａ，经空气储罐冷却至常温，再 经管道过滤器油液分离进入冷冻式干燥机，流经精过滤器、 超精过滤器和高效除油器除去油及液态水到达缓冲储罐，再进入碳分子筛吸附塔组成的变压吸附分离系统，压缩空气从容器底 部进入后，空气中氧气、 二氧化碳和水分被吸附剂选择吸附，其余组份（主要为氮气）则从出口端流出，经粉尘过滤器进入氮气 缓冲罐，经氮气缓冲罐后作为产品氮气输出。 之后，吸附塔经均压、减压至常压等过程，脱除所吸附的杂质组份，完成碳分子筛 的再生。两吸附塔循环交替操作， 连续送入空气，连续产出氮气。氮气经计量及氮气分析仪分析纯度达标后进入氮气输送总管供使用。上述过程，由ＰＬＣ控制系统自动控制。氮气纯度可高达９９．９９％，氮气压力基本设计在０．６ＭＰａ左右。 三、变压吸附制氮与再生技术基本原理 吸附剂是ＰＳＡ制氮设备的核心部分，变压吸附常使用碳分 子筛（ＣＭＳ），是一种非极性速度分离型吸附材料。常以煤为主要原料，纸张或焦油为粘结剂经过特殊加工而成活性碳，粒径平均为１．５ｎｍ，是一种半永久的吸附剂。分子筛在生产过程中添加磁性氧化铁，可大幅提高其吸附性能。ＣＭＳ充满微孔和空腔， 能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道 大的分子排斥在外，因而能把形状直径大小不同的分子、 极性程度不同的分子、 沸点不同的分子、饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。当气体与多孔的分子筛接触时，因分子筛表面分子与内部分子不同，具有剩余的表面自由力场或表面引力场，使气相中的可被吸附的氧分 子碰撞到分子筛表面后，即被吸附。 随着吸附的进行，吸附于表面的氧分子逐渐增加，吸附表面逐渐被氧分子覆盖，分子筛再吸附的能力下降，最终失去吸附能力，即达到吸附平衡；利用分 子筛吸附剂对不同气体组分在吸附量、 吸附速度（分子直径小的氧分子比分子直径稍大的氮分子在运动中的扩散速度要快 十倍） 、吸附力等方面的差异，以及吸附剂的吸附容量随压力的变化而变化，因此可在加压条件下完成混合气体的吸附分离过程，减低压力解吸所吸附的杂质组份，从而实现气体分离以及吸附剂的循环使用。 变压吸附制氮技术，一般采用ＰＳＡ碳分子筛为吸附剂（岩谷生产的１．５ＧＮ－Ｈ型分子筛），碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大（如图１所示），在短时间内（最佳吸附时间为６８秒）加压情况下，氧的吸附速度大大超过氮的吸附速度，氧分子被碳分子筛大量吸附，而氮分子吸附很少，利用该特性来完成氧氮分 离。 碳分子筛对氧的吸附容量随压力的降低而减少，减低压力，被吸附的氧分子则从碳分子筛中逸出，通过塔的下部进入消音器后排出大气，即可解吸，完成碳分子筛的再生。另外，碳分子筛对二氧化碳和水分也有吸附能力，且较易减压解吸。通常 ＰＳＡ制氮机采用双吸附并联交替进行吸附产氮，解吸再生，实 现氧、 氮分离，连续供气。图1碳分子筛对氧氮的吸附动力学曲线 9--
制氮原理
一.氮气的作用: 在国民经济和日常生活中，氮气有广泛的用途。首先，利用它“性格孤独”的特点，我们将它充灌在电灯泡里，可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发速度，延长灯泡的使用寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。在博物馆里，常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里，这样就能使蛀虫在氮气中被闷死。 氮气在各行各业中的应用： 〃金属热处理：为各种工业炉提供氮气保护、渗氮、光亮退火、防氧化。 〃电子工业：用于提供保护气、稀释气、携带氧和自动化系统半导体、电子元件加工等氮气保护。 〃粉末冶金：粉末烧结氮气保护，磁性材料烧结。 〃铝加工业：铝制品加工，铝薄轧制气体保护。 〃石油化工：管道容器贮罐充氮、置换、检漏、可燃气体隔离保护，制造炸药等 〃医药医疗：制药原料、药物充氮包装、运输及保护中草药品防蛀、防腐。 利用液氮给手术刀降温，就成为“冷刀”。医生用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血，手术后病人能更快康复。 ·海运：各种化工产品、油品、液态天然气体充氮运输。 〃易燃易爆品保护：防止库房、贮井尘爆，煤矿灭火。 〃合成纤维：充氮拉丝防止氧化。 〃浮法玻璃：生产过程中气体保护、防锡槽氧化。 〃粮食仓储：杀虫、保鲜、贮藏。 二.工业制氮
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。 Ａ.深冷空分制氮 深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。目前,我公司就使用深冷空分制氮. Ｂ.分子筛空分制氮 以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3／h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。 Ｃ.膜空分制氮 以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在
PSA制氮系统应急预案
实友化工（扬州）有限公司 PSA制氮不合格应急预案 编制： 审核： 批准： 实友化工（扬州）有限公司 二○○九年七月
目录 1 目的 2 适用范围 3 PSA制氮不合格处置 4 应急终止
PSA制氮不合格应急预案 一、目的 为了更加有效地处置PSA制氮系统氮气不合格造成管网压力波动,保证氮气管网维持一定氮气压力,确保装置稳定运行,特制定本预案。 二、适用范围 本预案适用于公用工程PSA制氮系统一旦发生氮气不合格，即可能对生产装置稳定运行安全构成威胁的壮况。 三、PSA制氮系统氮气不合格的处置 1、报告程序： 报告流程：发现者报告当班班长----当班班长报告值班长和装置长----装置组织处置 2、应急处置 2.1正常处置 一旦发现PSA制氮系统氮气不合格，立即通过调度协调，关闭一些关键点进入泄漏现场进行处理时，应注意安全防护，甲醇有较强的毒 性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮 肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力，救 援人员必须身穿防护工作服、佩戴空气呼吸器、防毒面罩等必要的防护 器具，不要直接接触泄漏物，特别注意对眼睛的防护。应急处理时严 禁单独行动，要有监护人。 2.2受伤人员的救护 在应急处置方案实施过程中，坚持“以人为本”的指导思想。应急救援人员必须佩戴空气呼吸器迅速进人现场危险区，沿逆风方向将患者 转移至空气新鲜处，保持患者呼吸道通畅，根据受伤情况进行现场急救， 并拨打医院急救电话120，直至医务救援人员赶到，视实际情况迅速将 受伤、中毒人员送往医院抢救。 2.3现场隔离 泄漏危险化学品是易燃易爆，应严禁火种、切断电源、禁止车辆进入，设定隔离区，封闭事故现场 2.4控制泄漏源 2.4.1管线发生泄漏： 2.4.1.1甲醇在收料时发生泄漏,参照公司?油气管线泄漏应急预案 ?,进行处理 2.4.1.2付装置甲醇管线发生泄漏时:首先立即联系调度通知装
变压吸附(PSA)制氮原理及工艺基本知识
变压吸附（PSA）制氮技术原理及工艺基本知识 一、基础知识 1 氮气知识 1.1 氮气基本知识 氮气作为空气中含量最丰富的气休，取之不竭，用之不尽。氮气为双原子气体，组成氮分子的两个原子以共价三键相联系，结合得相当牢固，致使氮分子具有特殊的稳定性，在巳知的双原子气体中，氮气居榜首。氮的离解能(氮分子分解为原子时需要吸收的能量)为941.69kJ?moL-1。氮的化学性质不活泼，在一般状态下表现为很大的惰性。在高温下，氮能与某些金属或非金属化合生成氮化物，并能直接与氧和氢化合。在常温、常压下，氮是无色、无味、无毒、不燃、不爆的气体，使用上很安全。 在常压下，把氮气冷至-196℃将变成无色、透明、易于流动的液氮。液氮将凝结成雪花状的固体物质。 氮气是窒息性气体，能致生命体于死亡。 氮气(N 2)在空气中的含量为78.084%（空气中各种气休的容积组分为：N 2 ：78.084%、 O 2:20.9476%、氪气：0.9364%、CO 2 :0.0314%、其它还有H 2 、CH 4 、N 2 0、0 3 、S0 2 、N0 2 等， 但含量极少），分子量为28,沸点：－195.8℃, 冷凝点：－210℃。 1.2 氮气的用途 氮气的惰性和液氮的低温被广之用作保护气体和冷源。以氮气为基本成份的氮基气氛热处理，是为了节能和充分利用自然资源的一种新工艺新技术，它可节省有机原料消耗。氮还有“灵丹妙药”之称而受人青睐，它和人的日常生活密切相关。例如，氮气用于粮食防蛀贮藏时，粮库内充入氮气，蛀虫在36h内可全部因缺氧窒息而死，杀灭1万斤粮食害虫，约只需几角钱。若用磷化锌等剧海药品黑杀，每万斤粮食需耗药费100多元，而且污染粮食，影响人民健康。又如充氮贮存的苹果，8个月后仍香脆爽口，每斤苹果的保鲜费仅需几分钱。茶叶充氮包裝，1年后茶质新鲜，茶汤清澈明亮，滋味淳香。 2 压力知识 变压吸附 (PSA)制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。现使用的吸附剂碳分子筛最佳吸附压力为0.75～0.9MPa, 整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲
PSA制氮机
杭州辰睿空分设备制造有限公司专业提供化工行业专用制氮机，产量从5-3000Nm3/h，纯度从95%--99.999%的氮气，可广泛应用于化工、电子、纺织、煤炭、石油、天然气、医药、食品、玻璃、机械、粉未冶金、磁性材料等行业。 PSA变压吸附制氮机参数 氮气流量：5-3000Nm3/h 氮气纯度：95-99.999% 氮气压力：0-0.6Mpa 露点：≤-40℃（常压下） PSA变压吸附碳分子筛制氮机 一、PSA变压吸附碳分子筛制氮机工作原理 变压吸附法（简称PSA）是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。它是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。碳分子筛对氮和氧的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，较小直径的气体（氧气）扩散较快，较多进入分子筛固相。这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。 二、PSA变压吸附碳分子筛制氮机工艺流程 原料空气经空压机压缩后进入后级空气储罐，大部分油、液态水、灰尘附着于容器壁后流到罐底并定期从排污阀排出，一部分随气流进入到压缩空气净化系统。
空气净化系统由冷干机及三支精度不同的过滤器及一支除油器组成，通过冷冻除湿以及过滤器由粗到精地将压缩空气中的液态水、油、及尘埃过滤干净，使压缩空气压力露点降到2～10℃，含油量降至0.001PPm，尘埃过滤到0.01μm，保证了进入PSA制氮机原料气的洁净。 净化后的空气经过两路分别进入两个吸附塔,通过制氮机上气动阀门的自动切换进行交替吸附与解吸，这个过程将空气中的大部分氮与少部分氧进行分离，并将富氧空气排空。氮气在塔顶富集由管路输送到后级氮气储罐，并经流量计后进入用气点。 三、PSA变压吸附碳分子筛制氮机技术特点 1、原料空气取自自然，只需提供压缩空气和电源即可制氮气。设备能耗低，运行成本费用少。 2、氮气纯度调整方便，氮气纯度只受氮气排气量的影响，普通制氮纯度在95%－99.99%之间任意调节；高纯度制氮机可在99%－99.999%之间任意调节。 3、设备自动化程度高，产气快，可无人值守。启动、关机只需按一下按钮，开机10~15分钟内即可产氮气。 4、设备工艺流程简单，设备结构外形小，占地面积少，设备装置适应性强。 5、特殊气缸压紧装置，避免高压气流冲击导致分子筛粉化现象，行程超限时自动声光报警。 6、数显流量计带压力补偿、高精度的工业过程监控二次仪表，具有瞬时流量及累积计算的功能。（可选配） 7、进口分析仪在线检测，高精度，免维护。（可选配） 四、PSA变压吸附碳分子筛制氮机产品优势 经过多年的研发、试验与应用，我们在PSA制氮领域拥有多项独有的技术优势： 标准功能配置： 1、分子筛床层一次压紧报警、二次压紧自锁功能；
PSA制氮机的工艺流程
空气经空压机压缩后,经过除尘、除油、干燥后,进入空气储罐,经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔,塔压力升高,压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附,未吸附的氮气穿过吸附床,经过左吸出气阀、氮气产出阀进入氮气储罐,这个过程称之为左吸,持续时间为几十秒。左吸过程结束后,左吸附塔与右吸附塔通过上、下均压阀连通,使两塔压力达到均衡,这个过程称之为均压,,持续时间为2-3秒。均压结束后,压缩空气经过空气进气阀、右吸进阀进入右吸附塔,压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附,富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐这个过程称之为右吸, 持续时间为60秒。同时左吸附塔中的碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀降压释放回大气当中,此过程称之为解吸。反之左吸附时右塔同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出的氧气完全排放到大气中,氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附塔,把塔内的氧气吹出吸附塔。这个过程称之为反吹。它与解吸是用时进行的。右吸结束后,进入均压过程,再切换到左吸过程,一直循环进行下去。
一:开机步骤 1:打开冷干机的电源,预冷2-3分钟。 2:开启空压机,压缩空气经冷干机和过滤器处理后进入制氮机的空气缓冲罐,各压力表指示逐渐上升。 3:当空气缓冲罐的压力达到空压机设定的最高压力时,打开电控柜上的电源开关,既可进入正常的工作状态。 4打开放空阀等到纯度达到工艺要求后,关闭放空阀门待氮气储罐压力达到0.6Mpa,打开通往后级用气的阀，缓慢打供气阀,这时可观察倒流量计浮子上升,开度的流量示值要小于额定流量,流量控制为设备性能所要求值以内。 二:停机步骤 1:关闭制氮机的电源开关。 2:关闭冷干机的电源开关。。 3：关闭空压机的电源。 4:关闭进入制氮机的压缩空气阀门。 5:若长期不用时将系统各设备电源切断。 6:关闭氮气供气阀门,其他阀门不用关闭。若长期不用时才将各阀门关闭。 三:故障紧急停车步骤 1: 关闭制氮机的电源开关。 2:关闭流量计下的阀门。
变压吸附制氮装置型号规格表
变压吸附制氮装置型号规格表(苏州恒大净化）HDFD-29型制氮机纯度：99% 型号规格产气量 Nm3/h）原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm） HDFD10-29 10 21 1400×800 HDFD20-29 20 42 1600×800 HDFD30-29 30 84 1800×900 HDFD40-29 40 126 1800×1000 HDFD50-29 50 156 2000×1000 HDFD60-29 60 198 2000×1000 HDFD80-29 80 238 2300×1200 HDFD100-29 100 316 2600×1200 HDFD150-29 150 396 3000×1400 HDFD200-29 200 594 3200×1800 HDFD300-29 300 792 3800×2000 HDFD400-29 400 1188 4200×2200 HDFD500-29 500 1578 4200×2200 HDFD600-29 600 1974 4600×2400 HDFD800-29 800 2370 5000×2400 HDFD1000-29 1000 3162 5000×2400 HDFD-39型制氮机纯度：99.9% 型号规格产气量 （Nm3/h） 原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm）HDFD5-39 5 30 1500×1000 HDFD10-39 10 60 1800×1200 HDFD20-39 20 90 2000×1200 HDFD30-39 30 120 2200×1400 HDFD40-39 40 144 2200×1400 HDFD50-39 50 180 2400×1400 HDFD60-39 60 240 2400×1400 HDFD80-39 80 300 2700×1600 HDFD100-39 100 436 3000×1600 HDFD150-39 150 570 3400×1800 HDFD200-39 200 864 3600×2200 HDFD300-39 300 1140 4200×2400 HDFD400-39 400 1422 4600×2600 HDFD500-39 500 1740 5000×2800 HDFD600-39 600 2280 5000×2800 HDFD800-39 800 2851 5400×2800 HDFD-59型制氮机纯度：99.999% 型号规格产气量 （Nm3/h） 原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm）HDFD5-59 5 30 1650×1100 HDFD10-59 10 60 1900×1300 HDFD20-59 20 120 2200×1400 HDFD30-59 30 189 2400×1500 HDFD40-59 40 252 2400×1600 HDFD50-59 50 318 2600×1600 HDFD60-59 60 378 2600×1600 HDFD80-59 80 504 2900×1800 HDFD100-59 100 630 3200×1800 HDFD150-59 150 948 3200×1800 HDFD200-29 200 1126 3600×2000 HDFD300-29 300 1896 3700×2400 HDFD400-29 400 2532 4400×2600 HDFD500-29 500 3162 4800×2800 HDFD600-29 600 3789 4800×2800 HDFD800-29 800 5064 5200×3000 HDFD-49型制氮机纯度：99.99% 型号规格产气量 （Nm3/h）原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm） HDFD5-49 5 21 1500×1000 HDFD10-49 10 42 1800×1200 HDFD20-49 20 84 2000×1200 HDFD30-49 30 126 2200×1400 HDFD40-49 40 156 2200×1400 HDFD50-49 50 198 2400×1400 HDFD60-49 60 238 2400×1400 HDFD80-49 80 316 2700×1600 HDFD100-49 100 396 3000×1600 HDFD150-49 150 594 3400×1800 HDFD200-49 200 792 3600×2200 HDFD300-49 300 1188 4200×2400 HDFD400-49 400 1578 4600×2600 HDFD500-49 500 1974 5000×2800 HDFD600-49 600 2370 5000×2800 HDFD800-49 800 3162 5400×2800
PSA制氮机
我公司是专业设计、生产、销售PSA制氮机厂家，PSA制氮技术可广泛运用于石油化工产品保护、医药产品保护气、回流焊氮气保护、食品保鲜用、金属热处理的氧化保护、电炉炼钢、电子产品焊接防氧化、煤矿防爆、新型材料、航空航天等行业和领域。 一、工作原理 TAN系列制氮机是根据变压吸附原理，采用高品质的碳分子筛 作为吸附剂，在一定的压力下，从空气中制取氮气。 经过净化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压脱 附。由于动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮， 在吸附未达到平衡时，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。 然后减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等其它杂质，实现再 生。一般在系统中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，另一塔脱附 再生，通过PLC程序自动控制，使两塔交替循环工作，以实现连 续生产高品质氮气之目的。 二、技术指标
三、工艺流程 空气压缩部分：空气压缩机、空气储罐； 空气净化部分：高效除油器、精密过滤器、冷冻式干燥机、活性炭过滤器、空气缓冲罐；制氮主机部分：氮气吸附塔、氮气粉尘过滤器、PLC控制器、氮气储罐、蒸汽过滤器、除菌过滤器；以压缩空气作为原料和动力，通过变压吸附制取纯度为95%～99.9995%的高品质氮气；
四、技术特点 ☆高品质组件，成套系统更稳定。 ☆设备紧凑，占地面积小，PSA制氮系统可安装在同一底座上，组成一体化结构。 ☆采用PLC控制技术，并可根据氮气纯度进行调节，而且预留接口可与计算机远程联控。☆完善的流利设计，最优使用效果； ☆合理的内部构件，气流分布均匀，减轻气流高速冲击； ☆特有的分子筛保护措施，延长碳分子筛的使用寿命； ☆操作简便，运行稳定，自动化程度高，随停随用，可实无人运行； ☆自动联锁氮气排空装置，保证产品氮气质量； 碳分子筛变压吸附(简称:PSA)制氮装置，是一种新型的空气分离的高新技术设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用变压吸 附流程制取氮气。在常温常压下，利用空气中的 氧和氮在碳分子筛表面的吸附量的差异及氧和 氮在碳分子筛中的扩散速率不同,通过可编程序 控制器控制气动阀的启闭，实现加压吸附、减压 脱附的过程，完成氧、氮分离，得到所需纯度氮 气，氮气的纯度和产气量可按照客户要求调节。 本公司生产的TAN系列普氮型制氮装置，氮气纯 度为95%--99.999%，产气量为1Nm3 /h--3000Nm3 /h。 如果客户要求高纯度的氮气，则可以在DFD 制氮装置后面配套我公司生产的加氢或加碳脱 氧系列氮气纯化装置，纯度可以达到99.9999%， 露点达到-70°C，氧含量为1ppm的高纯氮气。 PSA制氮机的特点 1、成本低：PSA先进工艺是一种简便的制氮方法，开机后几分钟产生氮气，能耗低，氮气成本远远低于深冷法空分制氮和市场上的液氮。 2、性能可靠：进口微电脑控制，全自动操作，无需要 特别训练的操作人员，只需按下启动开关，就可自动 运转，达到连续供气。 3、氮气纯度稳定：完全由仪表监控、显示，确保所需 氮气纯度。 4、选用优质进口分子筛：具有吸附容量大，抗压性能 强，使用寿命长等特点。 5、高品质的控制阀门：优质的进口专用气动阀门可以 保证制氮设备可靠地运转。 6、雄厚的技术力量和优良的售后服务：现场安装只需 管道和电源，专业技术人员指导和定期回访，从而保 证设备稳定可靠、长期运行。
变压吸附制氮机操作规程
第一章总述 一、制氮机原理简介 变压吸附法（简称PSA）是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。变压吸附（PSA）制氮机是一种新型高科技设备,它具有设备成本低，体积小、重量轻、操作简单、维护方便、运行费用小、现场制氮快捷、开关方便、无污染等优点,。本厂生产的PSA空分制氮设备广泛运用于石油化工、电炉炼钢、玻璃生产、造纸等行业和领域，设备运行稳定，安全可靠，深受广大用户的青睐。 三、制氮工作原理： 1、变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内
部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂.其孔型分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2。 变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔（也可以单塔完成）来实现空气分离，从而连续产出高纯度的产品氮气。 四、制氮基本工艺流程： 制氮机基本工艺流程示意图 空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸，持续时间为几十秒。左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过中间均压阀连通，