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變壓吸附的原理
氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴散速率不同,直徑較小的氣體分子(O2)擴散速率較快,較多的進入碳分子篩微孔,直徑較大的氣體分子(N2)擴散速率較慢,進入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氧和氮的這種選擇吸附性差異,導(dǎo)致短時間內(nèi)氧在吸附相富集,氮在氣體相富集,如此氧氮分離,在PSA條件下得到氣相富集物氮氣。
PSA制氮流程原理:
(1)、進氣:空壓機把**壓力的空氣壓進輸送管道,再通過壓縮空氣凈化系統(tǒng)去除其中的水分和油分灰塵等雜質(zhì),到達空氣緩沖罐,變壓吸附制氮機供應(yīng),然后經(jīng)空氣緩沖罐輸送到兩只吸附塔中。
(2)、吸附:當空氣進入吸附塔中,psa變壓吸附制氮機,在壓力作用下,氧氣、二氧化碳被迅速吸附。在塔內(nèi)出氣口附近形成富集氮氣。
(3)、出氣:當吸附過程進行到理想時刻時(氮氣對氧氣的吸附比),打開出氣閥門,輸出成品氮氣到氮氣緩沖罐。
(4)、均壓:排氣過程完成后,塔內(nèi)尚有**壓力**純度的氮氣混合氣,如果排掉非常可惜,于是直接將其排入另外一個吸附塔一起和接下來沖入的空氣一起進行再吸附,這個過程因為到兩塔壓力相等時便結(jié)束,于是稱為均壓。
(5)、排氣:均壓完成后,需要將塔內(nèi)被分子篩吸附的氣體釋放出去為下一次吸附作準備,程序自動打開排氣閥,使塔內(nèi)壓力回到初始狀態(tài),變壓吸附制氮機,并把分子篩吸附住的氣體(氧氣、二氧化碳)全部排出去,使分子篩重新具備吸附新空氣的能力。
(6)、這樣兩只吸附塔交替工作就能源源不斷的產(chǎn)生純度99.9%的氮氣供應(yīng)需求.
變壓吸附制氮與氮氣純化裝置相組合
變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,變壓吸附制氮機廠,簡稱PSA)氣體分離技術(shù)是非低溫氣體分離技術(shù)的重要分支,是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結(jié)果。七十年代西德埃森礦業(yè)公司成功開發(fā)了碳分子篩,為PSA空分制氮工業(yè)化鋪平了道路。三十年來該技術(shù)發(fā)展很快,技術(shù)日趨成熟,在中小型制氮領(lǐng)域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。
制氮機裝置的角座閥門存在結(jié)構(gòu)簡單,密封可靠,封閉速度快等特色,是制氮機氮氣純度與設(shè)備運行牢靠的保證。制氮機的內(nèi)構(gòu)件設(shè)計,經(jīng)過拋光機拋光,防止了吸附過程當中氣體對分子篩的高速沖擊帶來的分子篩粉化現(xiàn)象,同時避免了粉化的粉末進入管道,閥門引進的閥門泄露、卡死卡住等現(xiàn)象。
對制氮系統(tǒng)中的設(shè)備的維護主要包括空壓機、冷干機、過濾器、制氮主機的維護。所有設(shè)備外觀均要保持清潔、干凈,經(jīng)常用濕布或中性肥皂水擦洗。
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