制氮系統介紹

2.4.1 制氮設備概況

早在1960年PSA以5A分子篩為吸附劑用一個二床裝置，實現從空氣中分離出富氧，并于60年代投入工業生產。

1970年，PSA技術在工業應用取得了突破性的進展，最先應用于空氣干燥與凈化。

1976年，PSA技術隨著吸附劑的快速發展實現了從空氣中分離氮氣。

PSA制氮裝置技術是一項在常溫下從空氣中直接制取氮氣的高新節能分離技術，經過了幾十年的應用。

杭州寶諾空分設備有限公司從德國引進PSA技術以來，對該裝置的不斷創新，使制氮工藝流程更為合理簡單。杭州寶諾空分設備有限公司的裝置具有設備緊湊，占地面積小，全自動操作，運行可靠，啟停車快，運行成本低僅為0.25元/m3，常溫生產和維修量小等優點，氮氣純度和氮氣產量可適當調節，無環境污染，是一種高效的現場制氮裝置。

此圖片僅供參考，設備顏色可根據用戶要求生產。  

2.4.2 變壓吸附的原理

在吸附平衡情況下，任何一種吸附劑在吸附同一氣體時，氣體壓力越高，則吸附劑的吸量越大。反之，壓力越低，則吸附量越小。如圖所示：

如上所述，在空氣壓力升高時，碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當壓力降到常壓時，碳分子篩對氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。

變壓吸附設備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統組成。當壓縮空氣（壓力一般為0.8Mpa）從下至上通過A塔時，氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附，而氮氣則被通過并從塔頂流出。當A塔內分子篩吸附飽和時便切換到B塔進行上述吸附過程并同時對A塔分子篩進行再生。所謂再生，即將吸附塔內氣體排至大氣從而使壓力迅速降低至常壓，使分子篩吸附的氧氣、二氧化碳和水分從分子篩內釋放出來的。

三、系統工藝流程

1) 空壓系統：

首先原料空氣經壓縮機壓縮至1.0MPa，制氮有效耗氣量為≥147.0Nm3/min，出口溫度≤45℃，含油量≤10ppm, 然后進入空氣緩沖罐緩沖C-15.0 

2) 壓縮空氣凈化組件：

從空氣緩沖罐出來的壓縮空氣首先經過BAY-160高效除油器 和BAG-160精密過濾器除去大部分油、水、塵埃后，進入BAH-160微熱再生干燥機，使壓縮空氣的露點降至-40℃左右，除去大量的水分，經BAG-160精密過濾器過濾后，使含油量≤0.1ppm,含塵量≤0.1μm，再經過BAC-160型催化凈化器除去酸、堿性等有害氣體及微油霧。

3) 空氣緩沖罐、氧氮分離系統：

經凈化處理后的壓縮空氣進入C-15.0空氣緩沖罐,再進入二個填裝吸附劑的變壓吸附分離系統，即BPN99-3000型制氮機組。潔凈的壓縮空氣由吸附塔底端進入，氣流經空氣擴散器擴散以后，均勻進入吸附塔，進行氧氮吸附分離，然后從出口端流出氮氣。之后經均壓和減壓（至常壓），脫除所吸附的雜質組分（主要為氧氣），完成吸附劑的再生。二個吸附塔交替循環操作，連續送入原料空氣，連續產出氮氣。

4) 氮氣緩沖系統：

從制氮機組出來的氮氣最后經C-25.0氮氣緩沖罐，BAG-60精密過濾器，確保產出合格氮氣：純度≥99%，產量為3000Nm3/min，氮氣輸出壓力為0.8MPa（可調），氮氣常壓露點為－45℃.