变压吸附制氮及纯化使用说明书

目 录

一、 前言

二、 PSA制氮机及纯化原理及操作特性 三、 制氮机系统工程配置 四、 安全警告 五、 主机控制系统 六、 技术文件 七、 安装

八、 维护与操作使用说明

PSA变压吸附制氮装置使用说明书

一． 前言

1．1 概述：

PSA变压吸附空分制氮机是以压缩空气为原料，采用新型吸附剂碳分子筛，在常温下利用变压吸附原理，将空气中氧气和氮气加以分离，从而获得纯度大于99%的氮气。

氮气纯化装置采用加氢方式，氧气和氢气在催化剂的作用下80℃下发生反应生成

???2H2O?Q，反应属于放热反应，高温气体经过后级水水，方程式：2H2?O2?催化剂冷器经过初级冷却，然后进入冷冻干燥机进行深度冷却除水，最后进入两只深度干燥器进行深冷干燥，经过干燥之后的露点能达到-70℃左右。

本系统具有结构简单，操作方便，随用随开，能耗较低等优点，尤其适合于中小规模生产高纯氮气的需要，并且成品其中含有微量氢。广泛用于金属材料、机械零件的热处理保护气氛；合成纤维、石油化工、浮法玻璃等生产过程的充氮防氧化；食品保鲜；粮食储藏、中药防腐、茶叶保色等方面。 1．2 适用范围

本说明书是关于操作和维护新思气体PSA变压吸附制氮机及氮气纯化系统的一般指南。其目的是帮助经过培训的操作人员进行系统的启动和停机，正常操作和一般性的维护调节。本说明书不适用于指示操作者进行特殊的操作和系统设置的更改。用户如需对系统的某些部分进行本说明书没有叙述的变更和修改，请与我公司直接联系，求得帮助。

二．PSA制氮机及纯化原理及操作特性

本公司的PSA制氮机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，

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PSA变压吸附制氮装置使用说明书 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。

纯化装置经过加氢之后进入钯触媒催化剂，反应之除去氧，经过水冷器初步除水，在经过冷冻干燥机二级除水，最后进入干燥塔5A分子筛除水，5A分子筛对水的吸附能力极强，能除去几乎全部的水。除水之后再经过再生可以循环使用。达到不间断供气的功能。

2．1 PSA变压吸附空分制氮及纯化系统特性 与传统的制氮法相比，该法具有以下优点： ? 工艺流程简单，结构外形小，占地面积省；

? 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； ? 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。 ? 能产生高纯氢，过量氢加的大时，氧含量能达到1-2PPM甚至更低。 ? 可实现无人操作，装置适应性强。

? 设备配备触摸屏，在线动态流程显示，各种工作状态，吸附解析、运行、加热、报

警等指示，各种运行时间在现显示，出现问题准确地找出问题。 2．2 PSA变压吸附空分制氮机理

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

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PSA变压吸附制氮装置使用说明书 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。

制氮机采用新思公司独特的开机程序和关机程序，能快速的达到气体平衡；有效的提高效率；触摸屏显示当前动态流程，能观察阀门状态以及AB塔的吸附状态，以及吸附时间，气流流向。

氮气纯化装置的加热及阀的打开及关闭完全由程序来控制；除氧器的加热，冷干机的运行也靠程序来控制；干燥器由两组并联，一组工作，另一组可同时再生。吸附干燥器在常温下工作，一般至少可在额定气量下连续工作24小时。吸附干燥器再生时送入部分纯气并将吸附器加热至300～350℃，加热时间6～8小时，然后吹冷至常温备用。再生气量为工作气量的10%，通过再生流量调节阀调节，在再生流量计上显示。 氮气纯化采用箱体式设计，操作阀门和测量仪表都在面板上，外观美丽大方，操作方便，触摸屏显示在线动态流程，以及阀门状态及各种时间。

新思公司的制氮系统采用整体式设计，集中式控制管理，功能丰富，自动化程度高，控制方便。

2．3 PSA变压吸附及纯化装置操作特性

碳分子筛的性能通常是由产气量和回收率来描述的，这两个性能指标是与产生的氮气纯度、运行压力直接相关的。一般来讲，纯度不变时，产气量是随运行压力的提高而增加的，而回收率只随压力升高稍有增长，当压力一定时，回收率和产气量都随产生的氮气中的氧含量增加而增大, PSA系统的最佳操作压力为0.7-0.8Mpa。

氮纯化的除氧器在80℃以上会达到最好的除氧效果，冷冻干燥机在入口温度低和压力较高时除水效果较好，5A分子筛吸附水时温度不要过高，过高时谁不能完全吸附，造成露点值偏高。

三、系统工程配置

保证纯净、干燥的压缩空气是使制氮机正常使用的前提条件，为使制氮机能够正常地运行，适当的工程配置是必须的。 3．1 压缩空气源

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PSA变压吸附制氮装置使用说明书 制氮机应尽量采用独立的气源即空压机，也可以 …… 此处隐藏：2157字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……