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变压吸附制氮机

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产品名称: 碳脱氧氮气机设备

发布日期: 2020-03-27

点击数: 66

产品详情

系统工艺流程简介

根据贵公司的要求结合贵公司的现场使用情况佳业公司特为贵公司设计如下技术方案供参考:

(详见下方框图)

       佳业氮气设备的工艺流程说明

 (一)工艺原理简介:

变压吸附制氮是以洁净、干燥的压缩空气为原料,利用一种高效能、高选择性的固体吸附剂(碳分子筛)对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。碳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,从而获得连续得氮气流。

(二)方案描述:

本套装置由压缩空气系统、压缩空气净化系统、变压吸附制氮系统、氮气纯化系统组成。

1. 压缩空气系统

a、压缩空气系统由压缩机和空气缓冲罐组成,提供变压吸附制氮装置所需的压缩空气。工艺要求该系统提供稳定的输出压力和足够的气量。空压机选用运转可靠,维护简单,低噪音,无基础运转的空压机。

b、空气缓冲罐主要是作为压缩空气的缓冲器,起稳定和储存作用,此外还可以收集和排除进入压缩空气源的大部分油水冷凝液。缓冲罐装有压力表,安全阀,排污口。

2. 压缩空气净化系统

从缓冲罐出来的经过压缩的空气首先进入9级过滤器,然后进入冷冻式干燥机。让压缩空气强制降温,使空气中水蒸汽冷凝结成液态水夹带尘、油排出机外。冷干机最好放置于压缩机房。工艺流程采用冷冻干燥机除油水,基于四点原因:一是后级7级送气管路过滤器进气口最大液体负载:2000ppm w/w(露点﹤-12℃),不采用冷冻干燥机,7级送气管路过滤器易失效;二是冬季室外气温较低,压缩空气温度降低后析出水份,堵塞管路系统,管路系统需倾斜并制作排液;三是管路系统析出水份后易腐蚀生锈;四是以后如需提高氮气纯度,空气净化是必备的。

   冷干机的后级为精密过滤器组,精密过滤器组由二级过滤器组成。分别是7级主管路过滤器,3级高效除油雾过滤器。7级送气管路过滤器精度为1um,滤除1um和更大的固态与液态颗粒,残留油份含量1ppm w/w。3级高效除油雾过滤器过滤精度0.01um,滤除0.01um和更大的固态与液态颗粒,99.999+%油雾;残留油份含量0.001 ppm w/w。压缩空气品质达到 ISO8573.1质量等级1级。这样洁净干燥的压缩空气便可进入后级制氮部分经变压吸附产生纯度≥98%的氮气。

3. 变压吸附制氮系统

PSA碳分子筛制氮装置中有两个装满碳分子筛的吸附塔,洁净、干燥的压缩空气进入变压吸附制氮装置,流经装填有碳分子筛(CMS)的吸附塔。压缩空气由下至上流经吸附塔,利用分子筛在不同压力下对氮和氧等的吸附力不同,氧气、水、二氧化碳等组份在碳分子筛表

面吸附,未被吸附的氮气在出口处被收集成为产品气,由吸附塔上端流出,进入缓冲罐。经一段时间后,吸附塔中被碳分子筛吸附的氧达到饱和,需进行再生。

再生是通过停止吸附步骤,降低吸附塔的压力来实现的。已完成吸附的吸附塔短期均压后开始降压,脱除已吸附的氧气、水、二氧化碳等组份,完成再生过程。

两个吸附塔交替进行吸附和再生,从而产生流量和纯度稳定的产品氮气。两只吸附器的切换由PLC控制的程控阀自动完成。一台变压吸附制氮装置的性能优劣取决于吸附器、碳分子筛、工艺流程、设备结构以及电磁气动阀等部件的性能。我公司生产的变压吸附制氮装置选用日本欧姆龙公司生产的PLC可编程序控制器,选用德国BF碳分子筛、德国BURKET公司生产的电磁气动阀。

4.氮气纯化装置

氮气纯化装置采用碳燃烧除氧法,根据氮气中杂质氧的含量,加入一定量的钯碳纤维在催化剂的作用下,其化学反应完全,脱氧后氮气中残氧含量可小0.1PPM,脱氧后的氮气经过冷却后进入装有分子筛器吸附器内,氮气中的水份和CO2被分子筛深度吸附,经过滤后可获得高纯度的氮气。该工艺优点为产品氮气中无氢含量,特别适合于对氢含量有严格要求场合。干燥器内装有5A分子筛,氮气中的水分被深度吸附,露点可达到-70℃。

 

氮气纯化装置的特点:

*.佳业公司长期针对热处理用户的各种不同的工艺要求以及长期广泛地应用在热处理行业佳业产品工程师的专业性见解更加全面,因此产品的设计思路更为完善,工艺更加成熟。氮气纯化装置的干燥器采用内筒加热气流的结构,避免了加热元件的局部过热,使干燥器内的分子筛加热均匀,同时具有气流介质和筒壁两种效应加热分子筛床层,温度梯度严格控制在工艺要求范围之内.

二、技术性能指标间歇工况

(一)产品氮气性能指标:

1.瞬时气量:≥30Nm3/h

2.氮气纯度:≥99.999%

3.含 氧 量:≤5ppm

4.氮气露点:≤-60℃

5.氮气压力:0.5Mpa

(二) 各分系统装置性能及技术指标

1. 压缩空气系统

1.1.螺杆空气压缩机

型    :LG-1.2-8

工作压力: 0.8Mpa

排 气 量:3Nm3/min

功    :11KW


2.空气缓罐

体    :0.3 m3

设计压力:1.0Mpa

材    :碳钢

2. 压缩空气净化系统

2.1.RD-1HA型冷干机

额定处理量:1.5Nm3/min

工作  压力:1.0Mpa

电源  电压:3F380V50HZ

功      率:1kW

出气  露点:2℃


2.2.HF-9离心试油水过滤器(美国原装汉克森滤芯)

        9级过滤器的过滤精度为3um,残留油分5ppm.

HF-7主管路过滤器(美国原装汉克森滤芯)

        7过滤器精度为1um,残留油分1ppm.

HF-3微油雾过滤器(美国原装汉克森滤芯)

       3级过滤器过滤精度0.01um,残留油份0.001ppm,

注:以上过滤器均带压差表,提醒用户更换滤芯。

3. PSA变压吸附制氮装置

       瞬时产氮量:≥33Nm3/h

        氮气 纯 度:≥99.9%

        氮气出口压力:≥0.5MPa

        氮气露点:≤-40℃

            率:1KW/220V/50HZ

      

4. 氮气纯化装置

瞬时氮气量:≥30Nm3/h

        氮气纯度:≥99.999%

        含 氧 量:≤10ppm

        氮气出口压力:≥ 0.5MPa

        氮气露点:≤-60℃

         功    率:1.2KW/220V/50HZ

外型尺寸: 1000×800×1700(以实际尺寸为准)

5.氮气缓冲罐

体    :4 m3

设计压力:1.0Mpa

材    :碳钢


 


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