一、基礎(chǔ)知識(shí)

1 .氣體知識(shí)

氮?dú)庾鳛榭諝庵泻康臍怏w，取之不竭，用之不盡。它無(wú)色、無(wú)味，透明，屬于亞惰 性氣體，不維持生命。高純氮包常作為保護(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%、02： 20.9476%、 氬氣：0.9364%、CO2： 0.0314%、其它還有 H2、CH4、N2O、03、SO2、NO2 等，但含量極少），分子量為28,沸點(diǎn):-195.8℃,冷凝點(diǎn)：?210℃。

2 .壓力知識(shí)

變壓吸附（PSA）制班工藝是加壓吸附、常壓解吸，必須使用壓縮空氣?，F(xiàn)使用的吸附劑一 一碳分子篩佳吸附壓力為O75~0.9MPa,整個(gè)制氮系統(tǒng)中氣體均是帶壓的，具有沖擊能量。

二、PSA制例工作原理：

JY/CMS變壓吸附制如機(jī)是以碳分子篩為吸附劑,利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中 吸附和釋放輒氣,從而分離出氮?dú)獾淖詣?dòng)化設(shè)備。碳分子篩是一種以煤為主要原料,經(jīng)過(guò)研磨、氧化、成型、碳化并經(jīng)過(guò)特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內(nèi)部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色，其孔型分布如下圖所示：

碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)02、N2的動(dòng)力學(xué)分離。這樣的孔徑分布可使不同的 氣體以不同的速率擴(kuò)散至分子篩的微孔之中，而不會(huì)排斥混合氣（空氣）中的任何一種氣體。 碳分子篩對(duì)02、N2的分離作用是基尸這兩種氣體的動(dòng)力學(xué)立徑的微小差別,02分子的動(dòng) 力學(xué)直徑較小,因iflj在碳分了?篩的微孔中有較快的擴(kuò)散速率,N2分子的動(dòng)力學(xué)直徑較大, 因而擴(kuò)散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴(kuò)散同氧相差不大,而就擴(kuò)散較慢。終從吸附塔富集出來(lái)的是N2和Ar的混合氣。

碳分子篩對(duì)。

2、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，吸附壓力的增加，可使02、N2的吸附員同時(shí)增大，且02 的吸附儀?增加幅度要大一些。變壓吸附周期短:，02、N2的吸附量遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡（大值）， 所以。2、N2擴(kuò)散速率的差別使。2的吸附量在短時(shí)間內(nèi)大大超過(guò)N2的吸附量。變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使 壓縮空氣交替進(jìn)入吸附塔（也可以單塔完成）來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣分離，從而連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氮?dú)狻?/p>

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二、PSA制氮基本工藝流程:

空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮后，經(jīng)過(guò)除塵、除油、干燥后，進(jìn)入空氣儲(chǔ)罐，經(jīng)過(guò)空氣進(jìn)氣閥、左吸進(jìn)氣閥進(jìn)入左吸附塔，塔壓力開(kāi)高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的風(fēng)氣穿過(guò) 吸附床，經(jīng)過(guò)左吸出小閥、氮?dú)猱a(chǎn)氣區(qū)進(jìn)入煮氣儲(chǔ)罐,這個(gè)過(guò)程稱之為左吸,持續(xù)時(shí)間為幾十秒。左吸過(guò)程結(jié)束后，左吸附塔與右吸附塔通過(guò)上、下均壓閥連通，使兩塔壓力達(dá)到均衡， 這個(gè)過(guò)程稱之為均壓,持續(xù)時(shí)間為2~3秒。均壓結(jié)束后，壓縮空氣經(jīng)過(guò)空氣進(jìn)氣閥、右吸進(jìn)氣閥進(jìn)入右吸附塔,壓縮空氣中的州分子被碳分子篩吸附，富集的氣經(jīng)過(guò)右吸出氣閥、M氣產(chǎn)氣網(wǎng)進(jìn)入規(guī)氣儲(chǔ)罐,這個(gè)過(guò)程稱之為右吸,持續(xù)時(shí)間為幾十秒。同時(shí)左吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過(guò)左排氣陽(yáng)降壓釋放回大氣當(dāng)中,此過(guò)程稱之為解吸。反之左塔吸附時(shí)右塔同時(shí)也在解吸。為使分「憂中：「3 I I的乳氣*排放到大氣中,氮?dú)馔ㄟ^(guò)?個(gè)常開(kāi)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)過(guò)程稱之為反吹，它與解吸是同時(shí)進(jìn)行的。右吸結(jié)束后，進(jìn)入均壓過(guò)程，再切換到左吸過(guò)程，一宜循環(huán)進(jìn)行下去。制氮機(jī)的工作流程是由可編程控制器控制三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥，再由電磁閥分別控制八個(gè)氣動(dòng)管道閥的開(kāi)、閉來(lái)完成的。三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥分別控制左吸、均壓、右吸狀態(tài).左吸、均壓、右吸的時(shí)間流程已經(jīng)存儲(chǔ)在可編程控制器中，在斷電狀態(tài)下,三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥的先導(dǎo)氣都接通氣動(dòng)管道閥的關(guān)閉口。當(dāng)流程處于左吸狀態(tài)時(shí),控制左吸的電磁閥通電,先導(dǎo)氣接通左吸進(jìn)氣閥、左吸產(chǎn)氣閥、右排氣閥開(kāi)啟口,使得這三個(gè)閥門打開(kāi)，完成左吸過(guò)程，同時(shí)右吸附塔解吸。當(dāng)流程處于均壓狀態(tài)時(shí)，控制均壓的電磁閥通電，其它閥關(guān)閉；先導(dǎo)氣接通上均壓閥、下均壓閥開(kāi)啟口，使得這兩個(gè)閥門打開(kāi)，完成均壓過(guò)程。當(dāng)流程處于右吸狀態(tài)時(shí)，控制右吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通右吸進(jìn)氣閥、右吸產(chǎn)氣閥、左排氣閥開(kāi)啟口，使得這三個(gè)閥門打開(kāi)，完成右吸過(guò)程，同時(shí)左吸附塔解吸。每段流程中，除應(yīng)該打開(kāi)的閥門外，其它閥門都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。

三、變壓吸附制氧變壓吸附制氧，以沸石分子篩吸附劑為核心，根據(jù)吸附劑在較高壓力下選擇吸附氮?dú)?，未被吸附的氧氣在吸附塔頂部聚集，作為產(chǎn)品氣輸出。當(dāng)處丁?吸附的吸附塔臨近吸附飽和之前，原料空氣停止進(jìn)氣，轉(zhuǎn)而向另一只完成再生的吸附塔均壓，隨后泄壓再生。被均壓的吸附塔引入原料空氣開(kāi)始吸附。兩只吸附塔如此交替重復(fù)，完成氧氣生.產(chǎn)的工藝過(guò)程。工業(yè)用變壓吸附制氧可采用加壓吸附，常壓解吸流程；超大氣壓真空解吸流程；穿透大氣 壓真空解吸流程。

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