PSA變壓吸附制氮機(jī)工作原理

一、氣體常識(shí)：氮?dú)庾鳛榭諝庵泻控S厚的氣體，取之不竭，用之不盡。它無(wú)色、無(wú)味，通明，歸于亞惰性氣體，不維持生命。高純氮?dú)獬Ｗ鳛楸Ｗo(hù)性氣體，用于隔絕氧氣或空氣的場(chǎng)所。氮?dú)猓∟2）在空氣中的含量為78.084%（空氣中各種氣體的容積組分為：N2：78.084%、O2：20.9476%、氬氣：0.9364%、CO2：0.0314%、其它還有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量很少），分子量為28，沸點(diǎn)：-195.8℃，冷凝點(diǎn)：-210℃。

      2．壓力常識(shí)： 變壓吸附（PSA）制氮工藝是加壓吸附、常壓解吸，有必要運(yùn)用壓縮空氣。現(xiàn)運(yùn)用的吸附劑——碳分子篩的附壓力為0.75~0.9MPa，整個(gè)制氮體系中氣體均是帶壓的，具有沖擊能量。  

二、PSA變壓吸附制氮機(jī)工作原理

      PSA變壓吸附制氮機(jī)工作原理是以碳分子篩為吸附劑，使用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而別離出氮?dú)獾淖詣?dòng)化設(shè)備。碳分子篩是一種以煤為主要原料，通過研磨、氧化、成型、碳化并通過特殊的孔型處理工藝加工而成的，外表和內(nèi)部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色，其孔型散布如下圖所示：   碳分子篩的孔徑散布特性使其能夠完結(jié)O2、N2的動(dòng)力學(xué)別離。這樣的孔徑散布可使不同的氣體以不同的速率分散至分子篩的微孔之中，而不會(huì)排擠混合氣（空氣）中的任何一種氣體。碳分子篩對(duì)O2、N2的別離作用是根據(jù)這兩種氣體的動(dòng)力學(xué)直徑的細(xì)小不同，O2分子的動(dòng)力學(xué)直徑較小，因而在碳分子篩的微孔中有較快的分散速率，N2分子的動(dòng)力學(xué)直徑較大，因而分散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的分散同氧相差不大，而氬分散較慢。終究從吸附塔富集出來(lái)的是N2和Ar的混合氣。碳分子篩對(duì)O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲線和動(dòng)態(tài)吸附曲線直觀表現(xiàn)出來(lái)：由這兩個(gè)吸附曲線可以看出，吸附壓力的添加，可使O2、N2的吸附量一起增大，且O2的吸附量添加幅度要大一些。變壓吸附周期短，O2、N2的吸附量遠(yuǎn)沒有達(dá)到平衡（大值），所以O(shè)2、N2分散速率的不同使O2的吸附量在短時(shí)間內(nèi)大大超過N2的吸附量。  變壓吸附制氮正是使用碳分子篩的挑選吸附特性，選用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣替換進(jìn)入吸附塔（也可以單塔完結(jié)）來(lái)完結(jié)空氣別離，從而接連產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氮?dú)狻?/p>

三、PSA制氮根本工藝流程：立達(dá)恒LDH  

 作業(yè)進(jìn)程：空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮后，通過除塵、除油、干燥后，進(jìn)入空氣儲(chǔ)罐，通過A塔進(jìn)氣閥PV101、處理后的壓縮空氣進(jìn)入到A塔，A塔壓力升高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的氮?dú)獯┻^吸附床，通過A塔出氣閥PV106和總出氣閥PV118氮?dú)猱a(chǎn)氣閥進(jìn)入工藝氮?dú)夤拗校@個(gè)進(jìn)程稱之為A塔作業(yè)，持續(xù)時(shí)間為一分鐘。A塔作業(yè)完畢后，A吸附塔與B吸附塔通過上、下均壓閥連通PV104、PV105、PV106、PV107，使兩塔壓力達(dá)到均衡，這個(gè)進(jìn)程稱之為均壓，持續(xù)時(shí)間為2~3秒。均壓完畢后，壓縮空氣通過B塔進(jìn)氣閥PV102、處理后的壓縮空氣進(jìn)入到B塔，B塔壓力升高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的氮?dú)獯┻^吸附床，通過B塔出氣閥PV107和總出氣閥PV118氮?dú)猱a(chǎn)氣閥進(jìn)入工藝氮?dú)夤拗校@個(gè)進(jìn)程稱之為B塔作業(yè)，持續(xù)時(shí)間為一分鐘。一起A吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過A塔放空閥PV104降壓釋放回大氣傍邊，此進(jìn)程稱之為解吸。反之A塔吸附時(shí)B塔一起也在解吸。為使分子篩中降壓釋放出的氧氣*排放到大氣中，氮?dú)馔ㄟ^一個(gè)常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔，把塔內(nèi)的氧氣吹出吸附塔。這個(gè)進(jìn)程稱之為反吹，它與解吸是一起進(jìn)行的。右吸完畢后，進(jìn)入均壓進(jìn)程，再切換到左吸進(jìn)程，一直循環(huán)進(jìn)行下去。  制氮機(jī)的作業(yè)流程是由可編程操控器操控五個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥，再由電磁閥分別操控八個(gè)氣動(dòng)管道閥的開、閉來(lái)完結(jié)的。五個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥分別操控A吸、均壓、B吸狀態(tài)。A吸、均壓、B道閥的關(guān)閉。