1、1 電子行業(yè)制氮機(jī)設(shè)備：

PSA變壓吸附空分空分制氮機(jī)是以壓縮空氣為原料，采用新型吸附劑碳分子篩，在常溫下利用變壓吸附原理，將空氣中氧氣和氮?dú)饧右苑蛛x，從而獲得純度大于99%的氮?dú)狻?/p>

本裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、隨用隨開(kāi)、能耗較低登優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于小規(guī)模生產(chǎn)氮?dú)獾男枰V泛用于金屬材料、機(jī)械零件的熱處理保護(hù)氣氛；合成纖維、石油化工、浮法玻璃等生產(chǎn)過(guò)程的充氮防氧化；食品保鮮；糧食儲(chǔ)藏、中藥防腐、茶葉保色等方面。

1、2 電子行業(yè)制氮機(jī)設(shè)備適用范圍

本說(shuō)明書(shū)是關(guān)于操作和維護(hù)佳業(yè)PSA變壓吸附制氮機(jī)系統(tǒng)的一般指南。其目的是幫助經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的操作人員進(jìn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)和停機(jī)，正常操作和一般性的維護(hù)調(diào)節(jié)。本說(shuō)明書(shū)不適用于指示操作者進(jìn)行特殊的操作和系統(tǒng)設(shè)置的更改。用戶如需要對(duì)系統(tǒng)的某些部分進(jìn)行更改本說(shuō)明書(shū)沒(méi)有敘述的變更和修改，請(qǐng)于我公司直接聯(lián)系，求得幫助。

二．PSA變壓吸附空分制氮機(jī)理及操作特性

本公司的PSA制氮機(jī)采用的變壓吸附法是七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。它是以空氣為原料，利用一種高效能、高選擇性的固體吸附劑-焦炭分子篩對(duì)氮和氧的選擇性吸附，把空氣中的氮和氧分離出來(lái)。焦炭分子篩是非極性分子，優(yōu)先吸附氧。碳分子篩對(duì)氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在碳分子篩表面的擴(kuò)散速率不同，較小直徑的氣體（氮?dú)猓U(kuò)散較慢，較少進(jìn)入分子篩固相。這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時(shí)間后，分子篩對(duì)氧的吸附達(dá)到平衡，根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對(duì)吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對(duì)氧的吸附，這一過(guò)程成為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯(lián)，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續(xù)的氮?dú)饬鳌?/p>

2、1 PSA變壓吸附空分制氮系統(tǒng)特性

與傳統(tǒng)的制氮法相比，該法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

●  工藝流程簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)外形小，占地面積省

●  自動(dòng)化程度高，廠期快。啟動(dòng)、關(guān)機(jī)只需要按一下按鈕，開(kāi)機(jī)半個(gè)小時(shí)內(nèi)即可產(chǎn)氣

●  能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少，原料空氣取自自然，只需提供壓縮空氣和電源即可制氮。

●  純度調(diào)整方便，產(chǎn)品純度只受氮?dú)馀懦隽康挠绊懀稍?9%-99.99%之間任意調(diào)節(jié)

●  可實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，裝置適應(yīng)性強(qiáng)

2、2 PSA變壓吸附空分制氮機(jī)理

參見(jiàn)碳分子篩制氮裝置工藝流程圖

如圖所示，空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮至0.8-0.85MPa（表壓）送至空氣儲(chǔ)氣罐后，經(jīng)一油水分離器去除大部分水后，進(jìn)入冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥，從冷凍干燥機(jī)出來(lái)的空氣再經(jīng)兩級(jí)高效除油過(guò)濾器進(jìn)一步除去空氣中的油水后，潔凈的壓縮空氣進(jìn)入制氮裝置。

干燥氣通過(guò)吸附塔A底部的進(jìn)氣閥進(jìn)入A塔，經(jīng)A塔中碳分子篩將其中的氧氣、二氧化碳吸附后，高純度的氮?dú)鈴乃鈴乃數(shù)獨(dú)獬隹陂y送入氮?dú)夤蓿⒔?jīng)過(guò)過(guò)濾除塵后進(jìn)一步凈化。在塔中的吸附壓力為0.75-0.8 MPa（表壓），吸附時(shí)間約定58秒左右。在A塔進(jìn)行吸

附的同時(shí)，B塔進(jìn)行解吸，塔中的氣體有塔底解吸氣閥經(jīng)消聲器放空，使塔內(nèi)壓力降至大氣

壓，吸附的雜質(zhì)大部分可以解吸排出。當(dāng)A塔吸附、B塔解吸同時(shí)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉A塔進(jìn)氣

閥、氮?dú)獬隹陂y，關(guān)閉B塔解吸氣閥，同時(shí)打開(kāi)上、下均壓閥，使A塔與B塔均壓，均壓時(shí)間大約為2秒，均壓結(jié)束后，關(guān)閉上、下均壓閥，并同時(shí)進(jìn)行B塔吸附A塔解吸，此時(shí)，打開(kāi)B塔進(jìn)氣閥、氮?dú)獬隹陂y，A塔解吸氣閥。當(dāng)B塔吸附，A塔解吸結(jié)束時(shí)，關(guān)閉B塔進(jìn)氣閥、氮?dú)獬隹陂y，A塔解吸氣閥，同時(shí)打開(kāi)上、下均壓閥，使A塔與B塔均壓。均壓結(jié)束后，重復(fù)上述步驟，達(dá)到連續(xù)制氮的目的。

裝置中，A、B、吸附塔的進(jìn)氣閥、氮?dú)獬隹陂y及上、下均壓閥有可編程序控制器按規(guī)定的時(shí)間自動(dòng)操作，周期性地進(jìn)行吸附產(chǎn)期和脫附再生。在氮?dú)獬隹诠苈飞涎b了截止閥，用于調(diào)節(jié)制氮機(jī)出口流量和氮?dú)饧兌龋⒀b了流量計(jì)用以檢測(cè)流量，設(shè)了氮?dú)馊涌谝詸z測(cè)氮?dú)饧兌取?/p>

2.3 PSA變壓吸附操作特性

   碳分子篩的性能通常是由產(chǎn)氣量和回收率來(lái)描述的，這兩個(gè)性能指標(biāo)是與產(chǎn)生的氮?dú)饧兌取⑦\(yùn)行壓力直接相關(guān)的。一般來(lái)講，純度不變時(shí)，產(chǎn)氣量是隨運(yùn)行壓力的提高而增加的，而回收率只隨壓力升高稍有增長(zhǎng)，當(dāng)壓力一定是，回收率和產(chǎn)氣量都隨產(chǎn)生的氮?dú)庵械难鹾吭黾佣龃螅琍SA系統(tǒng)的好操作壓力為0.75-0.8 MPa左右。

三、制氮機(jī)系統(tǒng)工程配置

保證純水、干燥的壓縮空氣是使制氮機(jī)正常使用的前提條件，為使制氮機(jī)能夠正常地運(yùn)行，適當(dāng)?shù)墓こ膛渲檬潜仨毜摹?/p>

3、1 壓縮空氣源

制氮機(jī)應(yīng)盡量采用獨(dú)立的氣源即空壓機(jī)，也可以利用已有的空壓站提供壓縮空氣，但必須要保證供給制氮系統(tǒng)足夠的氣量和相對(duì)恒定的輸入壓力。若氣源的使用點(diǎn)較多的話，就必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)氣壓力進(jìn)行控制，以保證正常平穩(wěn)的運(yùn)行。

保證穩(wěn)定的進(jìn)氣壓力是制氮系統(tǒng)正常工作的*條件

空壓機(jī)與系統(tǒng)的安裝在許可的條件下應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離，并在其間加裝壓力調(diào)節(jié)閥和冷凝水排放支路。

我們一般向用戶推薦的空氣壓縮機(jī)是具有水平的，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、維修周期長(zhǎng)、低噪音、無(wú)基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)的螺桿式無(wú)油空氣壓縮機(jī)。

用戶也可以根據(jù)自己的實(shí)力、需要，選配往復(fù)式空氣壓縮機(jī)。若用戶自備空氣源進(jìn)氣壓力低，將會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)低的氮?dú)猱a(chǎn)量，所以自備空氣源的進(jìn)氣壓力應(yīng)穩(wěn)定，以滿足預(yù)定的PSA制氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能。

3. 2 儲(chǔ)氣罐

儲(chǔ)氣罐設(shè)計(jì)壓力為1.0 MPa的壓力容器表，裝有安全閥、壓力表和冷凝液排放管路。主要功能是作為壓縮空氣的緩沖器，起穩(wěn)定和貯存作用，除此外可收集和排除進(jìn)入壓縮空氣源的大部分油水冷凝液。

3. 2 冷凍干燥機(jī)

在制氮主機(jī)前加裝冷凍干燥機(jī)，使進(jìn)入制氮系統(tǒng)的壓縮空氣干燥，從而保證制氮設(shè)備正常地使用，這一點(diǎn)是十分重要的。

冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)是根據(jù)冷凍除濕原理，壓縮空氣在冷凍機(jī)中和制冷劑進(jìn)行熱交換，空氣中的水分冷卻后再次發(fā)生冷凝，從而將其中所含的大量水蒸氣、油霧冷凝成液滴，由排水器排出。經(jīng)此處理后的壓縮空氣，其干燥度可達(dá)到常壓露點(diǎn)—23℃（壓力露點(diǎn)可達(dá)2-4℃，含油量不超過(guò)5ppm.

3 4 PSA變壓吸附制氮機(jī)主機(jī)

       主機(jī)按產(chǎn)量大小及用戶的使用要求不同配置，本節(jié)只是對(duì)制氮主機(jī)典型流程的解釋。

1） 油水分離器—9級(jí)過(guò)濾器

進(jìn)入系統(tǒng)的壓縮空氣初通過(guò)油水分離器，其功能是排除進(jìn)氣源中大量的油、冷凝液及固定顆粒。油水分離器包裝有截止閥的冷凝排放管路，自動(dòng)排放其中的含油冷凝液。

2） 空氣管路過(guò)濾器—7級(jí)過(guò)濾器

7級(jí)過(guò)濾器主要是去除進(jìn)氣中仍然存在的1μm以上的剩余油水懸浮物的微粒，裝有油水過(guò)濾器一樣的冷凝排放管路。

3） 高效率除油過(guò)濾器—3級(jí)過(guò)濾器

3級(jí)過(guò)濾器用于清除進(jìn)氣源中剩余的懸浮顆粒物質(zhì)（小至0.01μm），仍然裝有油水過(guò)濾器一樣的冷凝排放管路

注意  定期排放油水是保證制氮機(jī)正常工作所需要的，定期更換濾芯是保證過(guò)濾器正常工作所需的。

4） 吸附塔

為兩只裝有碳分子篩的壓力容器，碳分子篩采用自動(dòng)壓緊功能。為保證吸附塔運(yùn)行良好，需定期補(bǔ)充碳分子篩。

5） 進(jìn)氣閥

6） 氧分析儀

氧分析儀位于系統(tǒng)控制柜中，起連續(xù)檢測(cè)氮?dú)猱a(chǎn)品氣體的氧含量的作用，操作期間，從產(chǎn)品集管中取出的試樣氣體，流過(guò)分析儀檢測(cè)池（標(biāo)準(zhǔn)干燥空氣中氧含量21%），由此產(chǎn)生一個(gè)與氧濃度成正比的信號(hào)。

7） 控制器

控制器輸出信號(hào)，自動(dòng)切換制氮機(jī)工作閥門，并對(duì)氮?dú)饧兌茸詣?dòng)監(jiān)測(cè)，將不合格氣自動(dòng)放空。

四、安全警告

4. 1 氮?dú)馕ｋU(xiǎn)

PSA制氮機(jī)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生高純度氮?dú)狻５獨(dú)獠荒苤С秩说纳且环N無(wú)色、無(wú)嗅、化學(xué)惰性的氣體。氮?dú)馐菬o(wú)毒的，但大量氮?dú)獾尼尫趴赡苋〈С稚璧难鯕猓?5%或更多的氮?dú)饪稍诙虝r(shí)間內(nèi)導(dǎo)致窒息或死亡。

大量的不合格氮?dú)獗仨毻ㄟ^(guò)適當(dāng)管路排放出去。

 4. 2 壓縮空氣

   在壓縮管附近工作時(shí)，應(yīng)特別注意壓縮空氣的突然釋放或設(shè)備的誤用，可能導(dǎo)致嚴(yán)重傷害。在斷開(kāi)管路或更換過(guò)濾芯之前，要放掉所有管路和容器的壓力，不這樣做，可能導(dǎo)致嚴(yán)重傷害。