新思气体制氮机技术方案.docVIP

SINCE新思气体制氮机技术方案 PSA制氮原理介绍 1. 变压吸附制氮系统 变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）是一种先进的气体分离技术，它在当今世界的现场供气方面具有不可替代的地位。 1.1 PSA技术具有以下优点： * 产品纯度可以随流量的变化进行调节； * 在低压和常压下工作，安全节能； * 设备简单，维护方便； * 微机控制，全自动无人操作； * 设备一次性投资低，运行成本低； 1.2 关于吸附剂 吸附剂是PSA制氮设备的核心部分。一般地，PSA制氮设备选择的是碳分子筛，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附。 1.3 变压吸附的原理 在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，则吸附量越小。如下图所示： 如上所述，在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。 变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气（压力一般为0.8MPa）从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。 PSA制氮系统技术方案 一、新思气体设计方案描述及工艺流程图 本套装置由压缩空气系统、压缩空气净化系统、变压吸附制氮机组成。 1. 压缩空气系统 压缩空气系统由空气压缩机和空气缓冲罐组成，提供变压吸附制氮装置所需的压缩空气。工艺要求该系统提供稳定的输出压力和足够的气量。空压机选用运转可靠，维护简单，低噪音，无基础运转的喷油螺杆式空压机。 2. 压缩空气净化系统 从缓冲罐出来的经过压缩的空气首先进入9级过滤器，然后进入冷冻式干燥机，让压缩空气强制降温，使空气中水蒸汽冷凝结成液态水夹带尘、油排出机外。冷干机最好放置于压缩机房。工艺流程采用冷冻干燥机除油水，基于四点原因：一是后级7级送气管路过滤器进气口最大液体负载：2000ppm w/w（露点﹤-12℃），不采用冷冻干燥机，7级送气管路过滤器易失效；二是冬季室外气温较低，压缩空气温度降低后析出水份，堵塞管路系统，管路系统需倾斜并制作排液；三是管路系统析出水份后易腐蚀生锈；四是以后如需提高氮气纯度，空气净化是必备的。 冷干机的后级为精密过滤器组，精密过滤器组由二级过滤器组成。分别是7级主管路过滤器，3级高效除油雾过滤器。7级送气管路过滤器精度为1um，滤除1um和更大的固态与液态颗粒，残留油份含量1ppm w/w。3级高效除油雾过滤器过滤精度0.01um，滤除0.01um和更大的固态与液态颗粒，99.999+%油雾；残留油份含量0.001 ppm w/w。压缩空气品质达到 ISO8573.1质量等级1级。这样洁净干燥的压缩空气便可进入后级制氮部分经变压吸附装置产生纯度≥99.99%的氮气。 3、新思公司PSA制氮系统优势与特点 一 、 关键技术及产品 先进的吸附器结构和PSA工艺流程设计 完美的PSA工艺程序设计 旋风蜂窝式气体分布结构 暴风雪式分子筛装填工艺技术及可靠的自动压紧方式 独特的氮气稳流塔设计 关键部件全部选用国际知名品牌的产品 1．1、先进的吸附器结构和PSA工艺流程 结合德国Carbotech公司及美国APCI公司先进的吸附器结构设计和优化的丁字型变压吸附流程，确保碳分子筛的效率与寿命的最佳结合，属当今气体分离行业中的领先技术水平。 1．2、氮气制取系统的独特的PSA工艺程序设计 1.2.1、 开机程序 制氮机开机启动后进入开机程序。开机程序为两吸附塔按照吸附周期进行切换，但不输出氮气至氮气工艺罐。目的是使两吸附塔内的碳分子筛适应吸附工况，避免开机初始碳分子筛再生不彻底，造成每次开机后达到纯度正常时间延长并且增加碳分子筛的吸附疲劳强度。开机程序时间约为5分钟。 运行程序 开机程序结束后自动进入运行程序。运行程序为两吸附塔按照吸附周期进行切换，同时输出氮气至氮气工艺罐。A塔进气吸附输出氮气，B塔解吸再生；A塔吸附及B塔再生结束后，AB塔均压；均压后 B塔进气及氮气回流后吸附输出氮气，A塔解吸再生。运行程序以约2分钟周期循环进行。 1.2.3、关机程序 当由于其他因素要求停机时，按启动停止按钮自动进入关机程序。进入关机程序后制氮机并非立即停止工作。首先吸附塔停止进气及输出氮气；第二步A塔B塔同时放空解吸。关机程序时间为1分钟左右。采用关机程序可避免残