大流量氮气发生器 大型氮气的气体发生器 超高纯一体式制氮机

一、供货范围

1、 空气压缩机

2、 空气缓冲罐

3、 空气净化系统（gaoxiao除油器、T级过滤器、组合式干燥机、A级过滤器、活性炭过滤器）

4、 空气储罐

5、 制氮吸附塔、碳分子筛、控制阀门、控制仪表、PLC控制器、氮气纯度流量检测仪表等

6、 供货商提供所有系统设备间的管道、阀门、仪表设备

7、 氮气工艺罐（配带安全阀、压力表、排污阀等）

8、 随机备品备件

制氮工艺由“空气压缩系统”、“空气净化系统”和“PSA制氮系统”三部分组成。

工艺首先将原料空气经空压机压缩至0.8MPa，再经净化系统净化压缩空气，空气质量达到尘埃≤0.01μ、油分≤0.003mg/m³；然后已处理好的压缩空气进入空气缓冲罐，再进入由二个填装碳分子筛的变压吸附分离系统，即制氮机组。洁净的压缩空气由吸附塔底端进入，气流经气流分布器扩散以后，均匀进入吸附塔，进行升压氧氮吸附分离，然后从出口端流出氮气，进入氮气缓冲罐；吸附剂吸饱后应脱除所吸附的杂质组分（主要为氧气），降压排放和吹扫吸附床层，完成吸附剂的再生；采用两个吸附塔交替循环操作，连续不断的生产纯度≥99.999%的氮气，产量为60Nm³/h，氮气输出压力0.6MPa (可调)，成品氮气常压露点为≤-45℃。

二、变压吸附分离原理及特点简介

    变压吸附（Pressure Swing Adsorption 简称PSA）是指混合气体在分离过程中，压力发生周期性变化，混合气体中某些组分在一定压力下被吸附剂吸附，在压力较低时又被解吸，吸附剂也同时得到再生的过程。

    变压吸附制氮装置采用碳分子筛，其原理是利用压力变化来进行吸附与解吸，即让空气在一定压力下通过装有碳分子筛的吸附器，利用碳分子筛对空气中氧、氮的选择性吸附，使碳分子筛吸附其中的氧气，从而获得氮气；待吸附器内的吸附剂吸附达到一定饱和度后，降低其内的压力，使吸附剂在常压下解吸再生，这样利用多个吸附器的反复循环，连续获得产品氮。

   这种吸附过程是气体在微孔固体吸附剂上进行的，其吸附力大小主要决定于吸附剂的性能与所加气体的分压和温度。

   变压吸附制氮装置一般是在常温下工作的，其操作压力不高（0.6～1.0MPa），可以连续生产氮气，也可以间断生产，启动和调整很快，并且可以采用全自动控制，因此是一种制氮设备。

二、变压吸附制氮装置技术优势：

独特的气流分布装置：吸附器底部导流扩散装置，使气流分布更均匀，减少了分子筛的吸附，不仅提高了分子筛的利用率、减少压缩空气的耗气量，还避免了气流直接撞击分子筛造成分子筛粉化。

合理的分子筛灌装方式：分子筛采用灌装，使分子筛分布均匀无死角，且不易粉化；灌装的次序为：较大孔容的分子筛在底部，孔容中等的装在吸附器的中部，小孔容的分子筛装在上部。这样灌装的优点：在吸附器底部的压缩空气氧含量较高，孔容较大的分子筛吸氧量相对高一点，从中部开始到顶部氧含量逐渐减少，而孔容小的分子筛有利于氮气纯度的提高，也就是说分子筛各施其职，在相同的装填量的情况下氮气产量更大、氮气纯度更高，能耗要低3～5％。

碳分子筛的装填技术：采用装填工艺技术及专业的振动平台填装设备，装填时使用纯氮吹扫、塔体振动相结合的方式，以使得初装时尽可能地紧密使分子筛装填非常均匀，装填密度达670kg/m³以上。分子筛装填均匀可有效防止隧道效应。极高的装填密度不仅避免了分子筛颗粒之间相互碰撞和摩擦而造成粉化，而且减少了吸附塔的无效空间，从而有效提高产氮率及碳分子筛使用寿命。

足量的分子筛：在分子筛量的计算上，一定量的保护层（俯冲层），也就是说在压缩空气进气量突然变大或压力突然变高时，分子筛不被穿透而引起氮气纯度的变化，氮气供给用户满足生产。在设计上采用3倍左右的高径比，一方面这种状况下的气流速度使分子筛吸附达到zuijia；另一方面比高径比小的吸附器（直径大）在保护层上所用的分子筛用量小，不仅降低了分子筛的装填量，还可适当减少吸附器无效空间。

合理的管道流速设计：国家规定空气流速≤18m/s，而我们厂标规定空气流速≤14m/s，这种流速对阀门的冲击、气蚀较小，使阀门的运行寿命长、密封性好。

氧化铝的作用：因它强度高，用它可以防止进口气流对床层分子筛进行直接冲击损害，起到延长分子筛寿命的作用。因它具有活性，所以还可以吸收进口气流中的水分、油雾等杂质，防止分子筛受到污染，延长其使用寿命和吸附性能。因它颗粒直径较大，难以从分离塔下边缘密封处漏出，从而可以避免其上装填的分子筛直接接触密封处而发生泄漏，起到隔离、密封分子筛的作用。因它颗粒均匀且较大，这样堆积后就形成大量均匀的间隙，因此气流通过它后就能得到进一步的均匀扩散。

先进的“中均压”流程设计：常规的制氮机采用上下均压设计，本公司吸取国外制氮设备的经验，应用“中均压”流程设计；常规的上下均压是将塔体顶部高纯氮均压，塔体底部空气均压，使得阀门切换后筒体里初始氮气纯度不高；而采用上下均压后，将A塔中部的普氮均压到B塔下部，提高了B塔的初始氮气纯度，所以在B塔吸附时，能更快的提高氮气纯度，减少了出氮时间。高纯氮气产氮时间由原来的40-50分钟，缩短为30-40分钟，降低了不合格氮气空排放时间。

高品质元器件是运行稳定可靠的保证： 气动阀门、电磁先导阀门、流量计、氮气分析仪等关键部件采用配置，运行可靠，切换速度快，故障率低，维修方便，维护费用低。

理想的纯度选择范围：氮气纯度调节方便,可根据用户的需求在79%～99.99%之间可调节，加上纯化技术在后级串接氮气纯化器，可制得99.9995%的高纯氮气。

不合格氮气自动排空系统：-氮气分析仪从设备开机起就在线监测出口氮气的纯度指标。在氮气分析仪上可以设定好氮气纯度允许的下限值，当出口氮气纯度低于设定的下限值时，氮气分析仪就会送出控制信号分别到PLC和电磁阀，相应的电磁阀得到信号后开始动作，关闭用户管路出气阀并同时打开不合格氮空阀门，实现自动排空。

三、主要控制功能：

1.1、控制系统----由PLC控制器和液晶触摸屏及电磁阀、分子筛沉降报警开关、氮气分析仪，流量计等组成，通过编程的组态软件，来实现制氮机的自动控制。监控制氮装置的工作状态、程控阀门的工作状态，可自由设置吸附时间，通过程序设置对以上数据进行调阅、查看历史记录、故障报警等。

1、氮气出口放空系统为自动放空系统，且氮气纯度下限可设定，通过比较纯度下限设定值与氮气分析仪实时监测到的氮气纯度，来切换放空/成品用气状态，使用户不合格的废气及时有效的排放，产品氮气质量。

2、氮气纯度长时间不合格停机功能：氮气纯度不合格后，自动放空超过2小时后，制氮机自动停机并报警。

3、制氮机控制系统，能实现全自动运行，显示制氮机组的运行状态，能自动提示系统维护，能对各种故障进行报警提示并记录（制氮机气缸报警、氮气纯度不合格等故障），制氮机运行参数可在正常范围内设定并有密码保护。

变压吸附制氮技术的背景介绍

氮在自然界中分布很广，是空气的主要成份，主要以单质分子氮的形式存在于大气之中。在干燥空气中，氮的体积约占空气的五分之四。因此，空气是制取氮气zuida原料库，它取之不尽，用之不竭。

长期以来，人们一直在寻找比深冷法更简便的空分方法---PSA。

早在1960年，Skarstrom提出了PSA，他以分子筛为吸附剂用一个二床PSA装置，实现从空气中分离出富氧，并于60年代投入工业生产。

1970年，PSA技术在工业应用取得了突破性的进展，zui先应用于空气干燥与净化。

1976年，PSA技术随着吸附剂的快速发展实现了从空气中分离氮气。（70年代，西德埃森矿业研究所成功地开发了碳分子筛，为PSA空分制氮铺平了道路，引起了广泛的关注。）

之后，国内外积极运用PSA气体分离理论，竟相研究和开发碳分子筛空分制氮技术。近三十多年来，我国的变压吸附工业发展很快，在吸附剂和工艺技术等方面取得了突破性发展，技术日益成熟，设备向大型化发展。

PSA制氮机系统的特点、工艺说明及系统组成

积累了多种行业和领域的工业市场应用经验，系统具有以下特点：

* 吸附在常温下进行，不涉jue热问题、工艺流程简单、能耗少、投资省、运行成本zui低；

* 系统设计合理，运行可靠，使用安全，可无人值守；

* 设备开停机方便，启动快（在开机10～30分钟后即可供气），操作维护简单、撬装方便、装置适应性好；