大流量氮氣發生器 大型氮氣的氣體發生器 超高純一體式制氮機

一、供貨范圍

1、 空氣壓縮機

2、 空氣緩沖罐

3、 空氣凈化系統（gaoxiao除油器、T級過濾器、組合式干燥機、過濾器、活性炭過濾器）

4、 空氣儲罐

5、 制氮吸附塔、碳分子篩、控制閥門、控制儀表、PLC控制器、氮氣純度流量檢測儀表等

6、 供貨商提供所有系統設備間的管道、閥門、儀表設備

7、 氮氣工藝罐（配帶安全閥、壓力表、排污閥等）

8、 隨機備品備件

制氮工藝由“空氣壓縮系統”、“空氣凈化系統”和“PSA制氮系統”三部分組成。

工藝首先將原料空氣經空壓機壓縮至，再經凈化系統凈化壓縮空氣，空氣質量達到塵埃≤μ、油分≤/m3；然后已處理好的壓縮空氣進入空氣緩沖罐，再進入由二個填裝碳分子篩的變壓吸附分離系統，即制氮機組。潔凈的壓縮空氣由吸附塔底端進入，氣流經氣流分布器擴散以后，均勻進入吸附塔，進行升壓氧氮吸附分離，然后從出口端流出氮氣，進入氮氣緩沖罐；吸附劑吸飽后應脫除所吸附的雜質組分（主要為氧氣），降壓排放和吹掃吸附床層，完成吸附劑的再生；采用兩個吸附塔交替循環操作，連續不斷的生產純度≥%的氮氣，產量為60Nm3/h，氮氣輸出壓力 (可調)，成品氮氣常壓露點為≤-45℃。

二、變壓吸附分離原理及特點簡介

變壓吸附（Pressure Swing Adsorption 簡稱PSA）是指混合氣體在分離過程中，壓力發生周期性變化，混合氣體中某些組分在一定壓力下被吸附劑吸附，在壓力較低時又被解吸，吸附劑也同時得到再生的過程。

變壓吸附制氮裝置采用碳分子篩，其原理是利用壓力變化來進行吸附與解吸，即讓空氣在一定壓力下通過裝有碳分子篩的吸附器，利用碳分子篩對空氣中氧、氮的選擇性吸附，使碳分子篩吸附其中的氧氣，從而獲得氮氣；待吸附器內的吸附劑吸附達到一定飽和度后，降低其內的壓力，使吸附劑在常壓下解吸再生，這樣利用多個吸附器的反復循環，連續獲得產品氮。

這種吸附過程是氣體在微孔固體吸附劑上進行的，其吸附力大小主要決定于吸附劑的性能與所加氣體的分壓和溫度。

變壓吸附制氮裝置一般是在常溫下工作的，其操作壓力不高（～），可以連續生產氮氣，也可以間斷生產，啟動和調整很快，并且可以采用全自動控制，因此是一種制氮設備。

二、變壓吸附制氮裝置技術優勢：

的氣流分布裝置：吸附器底部導流擴散裝置，使氣流分布更均勻，減少了分子篩的吸附，不僅提高了分子篩的利用率、減少壓縮空氣的耗氣量，還避免了氣流直接撞擊分子篩造成分子篩粉化。

合理的分子篩灌裝方式：分子篩采用灌裝，使分子篩分布均勻，且不易粉化；灌裝的次序為：較大孔容的分子篩在底部，孔容中等的裝在吸附器的中部，小孔容的分子篩裝在上部。這樣灌裝的優點：在吸附器底部的壓縮空氣氧含量較高，孔容較大的分子篩吸氧量相對高一點，從中部開始到頂部氧含量逐漸減少，而孔容小的分子篩有利于氮氣純度的提高，也就是說分子篩各施其職，在相同的裝填量的情況下氮氣產量更大、氮氣純度更高，能耗要低3～5％。

碳分子篩的裝填技術：采用裝填工藝技術及專業的振動平臺填裝設備，裝填時使用純氮吹掃、塔體振動相結合的方式，以使得初裝時盡可能地緊密使分子篩裝填非常均勻，裝填密度達670kg/m3以上。分子篩裝填均勻可有效防止隧道效應。的裝填密度不僅避免了分子篩顆粒之間相互碰撞和摩擦而造成粉化，而且減少了吸附塔的無效空間，從而有效提高產氮率及碳分子篩使用壽命。

足量的分子篩：在分子篩量的計算上，一定量的保護層（俯沖層），也就是說在壓縮空氣進氣量突然變大或壓力突然變高時，分子篩不被穿透而引起氮氣純度的變化，氮氣供給用戶滿足生產。在設計上采用3倍左右的高徑比，一方面這種狀況下的氣流速度使分子篩吸附達到zuijia；另一方面比高徑比小的吸附器（直徑大）在保護層上所用的分子篩用量小，不僅降低了分子篩的裝填量，還可適當減少吸附器無效空間。

合理的管道流速設計：國家規定空氣流速≤18m/s，而我們廠標規定空氣流速≤14m/s，這種流速對閥門的沖擊、氣蝕較小，使閥門的運行壽命長、密封性好。

氧化鋁的作用：因它強度高，用它可以防止進口氣流對床層分子篩進行直接沖擊損害，起到延長分子篩壽命的作用。因它具有活性，所以還可以吸收進口氣流中的水分、油霧等雜質，防止分子篩受到污染，延長其使用壽命和吸附性能。因它顆粒直徑較大，難以從分離塔下邊緣密封處漏出，從而可以避免其上裝填的分子篩直接接觸密封處而發生泄漏，起到隔離、密封分子篩的作用。因它顆粒均勻且較大，這樣堆積后就形成大量均勻的間隙，因此氣流通過它后就能得到進一步的均勻擴散。

*的“中均壓”流程設計：常規的制氮機采用上下均壓設計，本公司吸取國外制氮設備的經驗，應用“中均壓”流程設計；常規的上下均壓是將塔體頂部高純氮均壓，塔體底部空氣均壓，使得閥門切換后筒體里初始氮氣純度不高；而采用上下均壓后，將A塔中部的普氮均壓到B塔下部，提高了B塔的初始氮氣純度，所以在B塔吸附時，能更快的提高氮氣純度，減少了出氮時間。高純氮氣產氮時間由原來的40-50分鐘，縮短為30-40分鐘，降低了不合格氮氣空排放時間。

高品質元器件是運行穩定可靠的保證： 氣動閥門、電磁先導閥門、流量計、氮氣分析儀等關鍵部件采用配置，運行可靠，切換速度快，故障率低，維修方便，維護費用低。

理想的純度選擇范圍：氮氣純度調節方便,可根據用戶的需求在79%～%之間可調節，加上純化技術在后級串接氮氣純化器，可制得5%的高純氮氣。

不合格氮氣自動排空系統：-氮氣分析儀從設備開機起就在線監測出口氮氣的純度指標。在氮氣分析儀上可以設定好氮氣純度允許的下限值，當出口氮氣純度低于設定的下限值時，氮氣分析儀就會送出控制信號分別到PLC和電磁閥，相應的電磁閥得到信號后開始動作，關閉用戶管路出氣閥并同時打開不合格氮空閥門，實現自動排空。

三、主要控制功能：

、控制系統----由PLC控制器和液晶觸摸屏及電磁閥、分子篩沉降報警開關、氮氣分析儀，流量計等組成，通過編程的組態軟件，來實現制氮機的自動控制。監控制氮裝置的工作狀態、程控閥門的工作狀態，可自由設置吸附時間，通過程序設置對以上數據進行調閱、查看歷史記錄、故障報警等。

1、氮氣出口放空系統為自動放空系統，且氮氣純度下限可設定，通過比較純度下限設定值與氮氣分析儀實時監測到的氮氣純度，來切換放空/成品用氣狀態，使用戶不合格的廢氣及時有效的排放，產品氮氣質量。

2、氮氣純度長時間不合格停機功能：氮氣純度不合格后，自動放空超過2小時后，制氮機自動停機并報警。

3、制氮機控制系統，能實現全自動運行，顯示制氮機組的運行狀態，能自動提示系統維護，能對各種故障進行報警提示并記錄（制氮機氣缸報警、氮氣純度不合格等故障），制氮機運行參數可在正常范圍內設定并有密碼保護。

變壓吸附制氮技術的背景介紹

氮在自然界中分布很廣，是空氣的主要成份，主要以單質分子氮的形式存在于大氣之中。在干燥空氣中，氮的體積約占空氣的五分之四。因此，空氣是制取氮氣zuida原料庫，它取之不盡，用之不竭。

長期以來，人們一直在尋找比深冷法更簡便的空分方法---PSA。

早在1960年，Skarstrom提出了PSA，他以分子篩為吸附劑用一個二床PSA裝置，實現從空氣中分離出富氧，并于60年代投入工業生產。

1970年，PSA技術在工業應用取得了突破性的進展，zui先應用于空氣干燥與凈化。

1976年，PSA技術隨著吸附劑的快速發展實現了從空氣中分離氮氣。（70年代，西德埃森礦業研究所成功地開發了碳分子篩，為PSA空分制氮鋪平了道路，引起了廣泛的關注。）

之后，國內外積極運用PSA氣體分離理論，竟相研究和開發碳分子篩空分制氮技術。近三十多年來，我國的變壓吸附工業發展很快，在吸附劑和工藝技術等方面取得了突破性發展，技術日益成熟，設備向大型化發展。

PSA制氮機系統的特點、工藝說明及系統組成

積累了多種行業和領域的工業市場應用經驗，系統具有以下特點：

* 吸附在常溫下進行，不涉jue熱問題、工藝流程簡單、能耗少、投資省、運行成本zui低；

*系統設計合理，運行可靠，使用安全，可無人值守；

*設備開停機方便，啟動快（在開機10～30分鐘后即可供氣），操作維護簡單、撬裝方便、裝置適應性好；