PSA空分制氮装置

PSA空分制氮装置
      本公司的PSA空分制氮装置采用的变压吸附法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。它是以空气为原料，利用一种高效能、高选择性的固体吸附剂-焦炭分子筛对氮和氧的选择性吸附，把空气中的氮和氧分离出来。焦炭分子筛是非极性分子，优先吸附氧。碳分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，较小直径的气体（氧气）扩散较快，较多进入分子筛固相；较大直径的气体（氮气）扩散较慢，较少进入分子筛固相。这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

 PSA空分制氮装置的特性
与传统的制氮法相比，该法具有以下优点：
l  工艺流程简单，结构外形小，占地面积省；
l  自动化程度高，产气快。启动、关机只需按一下按钮，开机20分钟内即可产气；
l  能耗低，运行费用少, 原料空气取自自然，只需提供压缩空气和电源即可制氮。
l  纯度调整方便,产品纯度只受氮气排出量的影响，可在99%—99.99%之间任意调节；
l  可实现无人操作，装置适应性强。

PSA空分制氮装置原理
参见碳分子筛制氮装置工艺流程图。
如图所示，空气经空气压缩机压缩至0.7-0.75MPa（表压）送至空气储气罐后，经一油水分离器去除大部分油水后，进入冷冻干燥机进行干燥，从冷冻干燥机出来的空气再经两级高效除油过滤器进一步除去空气中的油水后，洁净的压缩空气进入制氮装置。
干燥气通过吸附塔A底部的进气阀进入A塔，经A塔中碳分子筛将其中的氧气、二氧化碳吸附后，高纯度的氮气从塔顶氮气出口阀送入氮气储气罐，并经过过滤除尘后进一步净化。在塔中的吸附压力为0.7MPa（表压），吸附时间约定58秒左右。在A塔进行吸附的同时，B塔进行解吸，塔中的气体由塔底解吸气阀经消声器放空，使塔内压力降至大气压，吸附的杂质大部分可以解吸排出。当A塔吸附、B塔解吸同时结束时，关闭A塔进气阀、氮气出口阀，关闭B塔解吸气阀，同时打开上、下均压阀，使A塔与B塔均压，均压时间大约为2秒，均压结束后，关闭上、下均压阀，并同时进行B塔吸附A塔解吸，此时，打开B塔进气阀、氮气出口阀，A塔解吸气阀。当B塔吸附，A塔解吸结束时，关闭B塔进气阀、氮气出口阀，A塔解吸气阀，同时打开上、下均压阀，使A塔与B塔均压。均压结束后，重复上述步骤，达到连续制氮的目的。
装置中，A、B吸附塔的进气阀、氮气出口阀及上、下均压阀由可编程序控制器按规定的时间自动操作，周期性地进行吸附产气和脱附再生。在氮气出口管路上装了截止阀，用于调节制氮机出口流量和氮气纯度，并装了流量计用以检测流量，设了氮气取样口以检测氮气纯度。
PSA空分制氮装置主要技术指标：
设计参数：
环境压力        常压
环境温度        0~40℃
相对湿度        80%
空气进口温度    25℃
 
设备参数:
工作压力        ≥0.7MPa
额定功率        ≤1kW
电源            ~220V/50Hz
 
检验合格送至后级的氮气应达到下列技术指标：
排气量          1-2000Nm³/h
排气压力        ~0. 6 MPa
常压露点        ≤-45℃
氧含量          0.5%-0.001%
     并且辰诺气体公司独特的开机程序和关机程序，能快速的达到气体平衡；有效的提高制氮装置效率，工控触摸屏显示当前PSA空分制氮装置流程，能动态观察整个制氮装置流程等。