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分子筛空分制氮机
 
 
    分子筛空分制氮也称PSA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。
1.工艺流程简介
空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机,压缩至所需压力,经严格的除油、除水、除尘净化处理,输出洁净的压缩空气,目的是确保吸附塔内分子筛的使用寿命。装有碳分子筛的吸附塔共有二个,一个塔工作时,另一个塔则减压脱附。洁净空气进入工作吸附塔,经过分子筛时氧、二氧化碳和水被其吸附,流至出口端的气体便是氮气及微量的氩和氧。另一塔(脱附塔)使已吸附的氧气、二氧化碳和水从分子筛微孔中脱离排至大气中。这样两塔轮流进行,完成氮氧分离,连续输出氮气。变压吸附制取的氮气纯度为95%-99.999%,如果需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。变压吸附制氮机输出的95%-99.9%氮气进入氮气净化设备,同时通过一流量计添加适量的氢气,在净化设备的除氧塔中氢和氮气中的微量氧进行催化反应,以除去氧然后经水冷凝器冷却,汽水分离器除水,再通过干燥器深度干燥(两个吸附干燥塔交替使用:一个吸附干燥除水,另一个加热脱附排水),得到高纯氮气,此时的氮气纯度可达99.9995%。目前国内变压吸附制氮最大的生产能力为3000m3n/h。
 
2.主要设备简介
该工艺中的空气过滤器和空气压缩机的简介同深冷制氮工艺。
2.1冷干机:是用来降低进入空气干燥净化器前压缩空气的温度,使之析出油和水的设备。通常采用列管式、套管式、散热片式等结构的后冷却器。
2.2油水分离器:它的作用是分离压缩空气中所含的油分和水分,使压缩空气得到初步的净化。
2.3空气干燥净化器:压缩空气经后冷却器后仍含有一定的水分,其含量取决于空气的温度。压缩空气的干燥处理一般采用分子筛吸附法和冷冻干燥法。
2.4变压吸附制氮装置:采用的吸附剂通常为5A分子筛或碳分子筛,再生方式为无热再生,高压吸附、低压或常压解析。此为分离氮气的核心设备。
2.5氮气净化设备:包括除氧塔、吸附干燥器和水冷凝器。除氧塔是一个用钯作催化剂的催化反应器。吸附干燥器的吸附剂为分子筛,再生方式为有热再生(电加热)。
PSA制氮具有工艺流程简单、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。在1000Nm3/h以下的中、小型氮气用户应用广泛,PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。