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制氮机工作原理
制氮机是根据变压吸附原理,采用制氮机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。
制氮机经过纯化干燥的压缩空气,在制氮机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,制氮机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。
2、氮气缓冲罐
氮气缓冲罐用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度,保证连续供给氮气稳定。同时,在制氮机吸附塔进行工作切换后,它将本身的部分气体回充吸附塔,一方面帮助吸附塔升压,另外也起到保护床层的作用,在设备工作过程中起到极重要的工艺辅助作用。
3、空气储罐
空气储罐的作用是:降低制氮机气流脉动,起缓冲作用;从而减小系统压力波动,使制氮机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,使吸附制氮机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。
4、制氮机分离装置
装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B两只。当洁净的制氮机压缩空气进入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塔自动停止吸附,压缩空气流入B塔进行吸氧产氮,对并A塔分子筛进行再生。
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