制氮系統(tǒng)介紹

2.4.1 制氮設(shè)備概況

早在1960年P(guān)SA以5A分子篩為吸附劑用一個二床裝置，實現(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展，最先應(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)展實現(xiàn)了從空氣中分離氮氣。

PSA制氮裝置技術(shù)是一項在常溫下從空氣中直接制取氮氣的高新節(jié)能分離技術(shù)，經(jīng)過了幾十年的應(yīng)用。

杭州寶諾空分設(shè)備有限公司從德國引進PSA技術(shù)以來，對該裝置的不斷創(chuàng)新，使制氮工藝流程更為合理簡單。杭州寶諾空分設(shè)備有限公司的裝置具有設(shè)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(chǎn)和維修量小等優(yōu)點，氮氣純度和氮氣產(chǎn)量可適當(dāng)調(diào)節(jié)，無環(huán)境污染，是一種高效的現(xiàn)場制氮裝置。

此圖片僅供參考，設(shè)備顏色可根據(jù)用戶要求生產(chǎn)。  

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(dāng)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(shè)備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統(tǒng)組成。當(dāng)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(dāng)A塔內(nèi)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(nèi)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(nèi)釋放出來的。

三、系統(tǒng)工藝流程

1) 空壓系統(tǒng)：

首先原料空氣經(jīng)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(jīng)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(jīng)BAG-160精密過濾器過濾后，使含油量≤0.1ppm,含塵量≤0.1μm，再經(jīng)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(tǒng)：

經(jīng)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(tǒng)，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(jīng)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(jīng)均壓和減壓（至常壓），脫除所吸附的雜質(zhì)組分（主要為氧氣），完成吸附劑的再生。二個吸附塔交替循環(huán)操作，連續(xù)送入原料空氣，連續(xù)產(chǎn)出氮氣。

4) 氮氣緩沖系統(tǒng)：

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