变压吸附制氮机操作作业规程.doc

第一章 总述 一、制氮机原理介绍 变压吸附法（简称PSA）是一个新气体分离技术，其原理是利用分子筛对不一样气体分子“吸附”性能差异而将气体混合物分开。变压吸附（PSA）制氮机是一个新型高科技设备,它含有设备成本低，体积小、重量轻、操作简单、维护方便、运行费用小、现场制氮快捷、开关方便、无污染等优点,。本厂生产PSA空分制氮设备广泛利用于石油化工、电炉炼钢、玻璃生产、造纸等行业和领域，设备运行稳定，安全可靠，深受广大用户青睐。 三、制氮工作原理： 1、变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气自动化设备。碳分子筛是一个经过特殊孔型处理工艺加工而成，表面和内部充满微孔柱形颗粒状吸附剂.其孔型分布特征使其能够实现O2、N2动力学分离。碳分子筛对O2、N2分离作用是基于这两种气体动力学直径微小差异，O2分子在碳分子筛微孔中有较快扩散速率，N2分子扩散速率较慢。压缩空气中水和CO2扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来是N2。 变压吸附制氮正是利用碳分子筛选择吸附特征，采取加压吸附，减压解吸循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔（也能够单塔完成）来实现空气分离，从而连续产出高纯度产品氮气。 四、制氮基础工艺步骤： 制氮机基础工艺步骤示意图 空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，压缩空气中氧分子被碳分子筛吸附，未吸附氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸，连续时间为几十秒。左吸过程结束后，左吸附塔和右吸附塔经过中间均压阀连通，使两塔压力达成均衡，这个过程称之为均压，连续时间为2~3秒。均压结束后，压缩空气经过空气进气阀、右吸进气阀进入右吸附塔，压缩空气中氧分子被碳分子筛吸附，富集氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸，连续时间为几十秒。同时左吸附塔中碳分子筛吸附氧气经过左排气阀降压释放回大气当中，此过程称之为解吸。反之左塔吸附时右塔同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出氧气完全排放到大气中，氮气经过一个常开反吹阀吹扫正在解吸吸附塔，把塔内氧气吹出吸附塔。这个过程称之为反吹，它和解吸是同时进行。右吸结束后，进入均压过程，再切换到左吸过程，一直循环进行下去。 制氮机工作步骤是由可编程控制器控制九个二位五通先导电磁阀，再由电磁阀分别控制九个气动管道阀开、闭来完成。三个二位五通先导电磁阀分别控制左吸、均压、右吸状态。左吸、均压、右吸时间步骤已经存放在可编程控制器中，在断电状态下，三个二位五通先导电磁阀先导气全部接通气动管道阀关闭口。当步骤处于左吸状态时，控制左吸电磁阀通电，先导气接通左吸进气阀、左吸产气阀、右排气阀开启口，使得这三个阀门打开，完成左吸过程，同时右吸附塔解吸。当步骤处于均压状态时，控制均压电磁阀通电，其它阀关闭；先导气接通均压阀开启口，使得这两个阀门打开，完成均压过程。当步骤处于右吸状态时，控制右吸电磁阀通电，先导气接通右吸进气阀、右吸产气阀、左排气阀开启口，使得这三个阀门打开，完成右吸过程，同时左吸附塔解吸。每段步骤中，除应该打开阀门外，其它阀门全部应处于关闭状态。 四、制氮系统设备 制造一般纯度氮气（氮气纯度95%～99.9%），PSA制氮系统由下列设备组成：（依据不一样用户要求，具体组成可能有所改变） 空 压 机 ? 压 缩 空气 预 处理 设 备 ? 制 氮 主 机 ? 氮 气 后 期 净 化 处 理 ? 氮气储罐 或 用气点 1、空气压缩机 空压机排气量依据制氮机规格而定。通常为了不使空压机一直满负荷运转，有一定卸载时间，有利于空压机长久有效使用，在选择空压机排气量时，螺杆空压机排气量通常要比制氮机要求气量大10~15%，活塞空压机通常要比要求排气量大20~25%。 空压机额定排气压力最好选择为0.8~1.0Mpa（最少要≥0.7Mpa），排气压力过高、过低均不好。 对于地处海拔高度≥1000m地方，选择空压机时要考虑大气压力，请咨询空压机供货商或咨询我企业。 空压机排出压缩空气中含油量必需≤10ppm w/w，最好使用无油空压机。 PFN制氮系统中设备关键电力消耗就是空压机功率消耗。 (维护和保养参考参考制氮机净化系统) 2、压缩空气预处理设备 因为制氮主机中碳分子筛对压缩空气品质要求很高，而压缩空气中气体温度高，又含有大量水分和一定粉尘、油雾，所以在压缩空气进入制氮主机前必需进行降温、除水、除油、除尘等处理，此部分设备关键就是为了此目标。 对压缩空气净化处理至关关键，这一点请用户千万不要忽略！因为压缩空气净化处理好坏直接关系到碳分子筛使用寿命，从而直接关系制氮机长久有效使用。一旦碳分子筛油“中毒”或水“中毒”，制