詳細(xì)介紹
變壓吸附法(簡(jiǎn)稱PSA)是一種新的氣體分離技術(shù),其原理是利用分子篩對(duì)不同氣體分子“吸附"性能的差異而將氣體混合物分開(kāi)。
變壓吸附法(Pressure Swing Adsorption,簡(jiǎn)稱PSA)是一種新的氣體分離技術(shù),自60年代末70年代初在國(guó)外已經(jīng)得到迅速的發(fā)展,其原理是利用分子篩對(duì)不同氣體分子“吸附"性能的差異而將氣體混合物分開(kāi),它是以空氣為原料,利用一種高效能、高選擇的固體吸附劑對(duì)氮和氧的選擇性吸附的性能把空氣中的氮和氧分離出來(lái)。
在制氮、制氧領(lǐng)域內(nèi)使用較多的是碳分子篩和沸石分子篩。分子篩對(duì)氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在分子篩表面的擴(kuò)散速率不同,碳分子篩是一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小微孔組成,孔徑分布在0.3nm ~ 1nm之間。較小直徑的氣體(氧氣)擴(kuò)散較快,較多進(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)程稱為再生。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?br>
它是以空氣為原材料,利用一種高效能、高選擇的固體吸附劑對(duì)氮和氧的選擇性吸附的性能把空氣中的氮和氧分離出來(lái)。碳分子篩對(duì)氮和氧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(氧氣)擴(kuò)散較快,較多進(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)程稱為再生。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?br>
制氮機(jī)簡(jiǎn)介變壓吸附制氮機(jī)(簡(jiǎn)稱PSA制氮機(jī))是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的氮?dú)獍l(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián),由全自動(dòng)控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴(yán)格控制時(shí)序,交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生,完成氮氧分離,獲得所需高純度的氮?dú)?[1] 。
設(shè)備特點(diǎn)(1)產(chǎn)氮?dú)夥奖憧旖荩?br>的技術(shù),的氣流分布器,使氣流分布更均勻,高效地利用碳分子篩,20分鐘左右即可提供合格的氮?dú)狻?br>(2)使用方便:
設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、整體撬裝,占地小無(wú)需基建投資,投資少,現(xiàn)場(chǎng)只需連接電源即可制取氮?dú)狻?br>(3)比其它供氮方式更經(jīng)濟(jì):
PSA工藝是一種簡(jiǎn)便的制氮方法,以空氣為原料,能耗僅為空壓機(jī)所消耗的電能,具有運(yùn)行成本低、能耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
(4)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行:
進(jìn)口PLC控制全自動(dòng)運(yùn)行,氮?dú)饬髁繅毫兌瓤烧{(diào)并連續(xù)顯示,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
(5)運(yùn)用范圍廣:
金屬熱處理過(guò)程的保護(hù)氣,化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)用氣及各類儲(chǔ)罐、管道的充氮凈化,橡膠、塑料制品的生產(chǎn)用氣,食品行業(yè)排氧保鮮包裝,飲料行業(yè)凈化和覆蓋氣,醫(yī)藥行業(yè)充氮包裝及容器的充氮排氧,電子行業(yè)電子元件及半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程的保護(hù)氣等。純度、流量、壓力穩(wěn)定可調(diào),滿足不同客戶的需要。
技術(shù)指標(biāo):
流量:5-1000Nm/h
純度:95%-99.9995%
露點(diǎn):≤-40℃
壓力:≤0.8Mpa可調(diào)
分類深冷空分制氮
深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法,已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料,經(jīng)過(guò)壓縮、凈化,再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同(在1大氣壓下,前者的沸點(diǎn)為-183℃,后者的為-196℃),通過(guò)液空的精餾,使它們分離來(lái)獲得氮?dú)狻I罾淇辗种频O(shè)備復(fù)雜、占地面積大,基建費(fèi)用較高,設(shè)備一次性投資較多,運(yùn)行成本較高,產(chǎn)氣慢(12~24h),安裝要求高、周期較長(zhǎng)。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素,3500Nm3/h以下的設(shè)備,相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%~50%。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì)。
分子篩空分制氮
以空氣為原料,以碳分子篩作為吸附劑,運(yùn)用變壓吸附原理,利用碳分子篩對(duì)氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法,通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比,它具有工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣快(15~30分鐘)、能耗低,產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié),操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn),故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競(jìng)爭(zhēng)力,越來(lái)越得到中、小型氮?dú)庥脩舻臍g迎,PSA制氮已成為中、小型氮?dú)庥脩舻姆椒ā?br>膜空分制氮
以空氣為原料,在一定壓力條件下,利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來(lái)使氧和氮分離。和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、體積更小、無(wú)切換閥門、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點(diǎn),它特別適宜于氮?dú)饧兌取?8%的中、小型氮?dú)庥脩?,有功能價(jià)格比。而氮?dú)饧兌仍?8%以上時(shí),它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價(jià)格要高出15%以上。
制氮機(jī)各設(shè)備布置順序按工藝流程連接布置。用戶需要提前提出設(shè)備安裝廠房尺寸圖和空氣進(jìn)口、成品氮?dú)獬隹谖恢茫珹CTFil會(huì)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地條件規(guī)劃整套制氮機(jī)設(shè)備布置連接示意圖。
制氮機(jī)系統(tǒng)設(shè)備一般沒(méi)有場(chǎng)地基礎(chǔ)要求,只要廠房?jī)?nèi)平整地坪就能滿足安裝條件。但對(duì)于較大規(guī)格的空壓機(jī)、壓縮空氣干燥設(shè)備等,則按生產(chǎn)廠家要求實(shí)施。為了設(shè)備維修、清潔方便起見(jiàn),在空壓機(jī)、干燥設(shè)備、制氮機(jī)、氮?dú)饧兓b置安放位置做一個(gè)高于地面10cm的平整臺(tái)面則為佳。
制氮機(jī)設(shè)備
各設(shè)備一般沿廠房墻面布置。空壓機(jī)、冷干機(jī)應(yīng)放在上風(fēng)口或通風(fēng)良好的地方,如果空壓機(jī)后沒(méi)有空氣儲(chǔ)罐,則空壓機(jī)與冷干機(jī)之間的距離應(yīng)盡可能大一些,二者之間的管路長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)一些,以利通過(guò)大氣環(huán)境降低壓縮空氣溫度。各設(shè)備間距離應(yīng)至少大于1m,各設(shè)備與墻的距離應(yīng)至少大于0.8m,設(shè)備的操作面應(yīng)面向人員方便操作的方位,方便使用者對(duì)設(shè)備操作和維護(hù)、檢修。
設(shè)備間的管路連接按設(shè)備就位后的實(shí)際情況而定,推薦管路連接由用戶根據(jù)需要制作。所有管路采用硬連接方式(螺紋連接或焊接),由專業(yè)人員施工,避免發(fā)生泄漏現(xiàn)象。
3. 制氮機(jī)設(shè)備安裝要求
設(shè)備安裝由用戶負(fù)責(zé),ACTFil負(fù)責(zé)指導(dǎo)設(shè)備安裝。
所有工藝設(shè)備就位后,設(shè)備間的管路根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)配。所有管路采用硬連接方式(螺紋連接或焊接),由專業(yè)人員施工,避免發(fā)生泄漏現(xiàn)象。成品氮?dú)獬隹谥劣脷恻c(diǎn)之間的管路使用銅管或不銹鋼管為佳(最次采用新的鍍鋅管),采用焊接方式連接。
電源和冷卻水引至設(shè)備現(xiàn)場(chǎng),備好配電盤、冷卻水供應(yīng)設(shè)施。