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PS-变压吸附制氮技术

PS变压吸附制氮技术申天庭

20XX年8月6日

气体学问

?氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透亮，属于亚惰性气体，不维持生命。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气〔N2〕在空气中的含量为78.084%〔空气中各种气体的容积组分为：N2：78.084%、O2：20.9476%、氩气：0.9364%、CO2：0.XX%、

其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少〕，分子量为28，沸点：-195.8℃，冷凝点：-210℃。

压力学问

?变压吸附〔PS〕制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必需使用压缩空气。现使用的吸附剂——碳分子筛最正确吸附压力为0.75~0.9MP，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量；因此设备安装、调试、操作修理时必需留意安全，不得近距离面对气体。非专业人员或未经许可，请勿擅动系统中管路阀门、压力表等部件。内部拆卸时，必需确认其内压力为零。

?本说明书及技术方案中所指压力除注明外，均为表压。变压吸附制氮机

?相关学问

?变压吸附〔PS〕制氮原理及系统设备概述

?设备维护电力学问

?制氮系统中空压机、冷干机或其它气体枯燥设备、制氮主机、氮气纯扮装置等设备均需要接入380V或220V电源，电源条件规定见下表。

?电压V允差%相位频率Hz允差%380±5三相50±1

220±5单相50±1

?必需留意安全用电〔电压超过36V对人有危害〕！请认真阅读各设备的接电要求，严格依据要求连接电源。使用220V电源的设备切勿使用380V电源，肯定要有接地保护，幸免发生短路。非专业人员或未经许可请勿擅动制氮系统中的电路电器。

安全学问

?高纯氮气作为隔绝空气或氧气等气体的惰性气体，在密封环境中简洁使人缺氧窒息。使用时，人员必需处于通风良好的环境中，人或动物切勿在布满高纯氮气的密封环境中，以免发生伤亡事故。当发生事故时，快速将事故者运往放开、通风的大气中做人工呼吸。

?由于整个制氮系统中气体均是带压的，需防止压力气体的加渣冲击；在空压机、冷干机、气体枯燥设备、制氮主机及氮气纯扮装置等设备的排气口，请勿站人。整个系统中的连接收路必

须结实牢靠密封，经设备销售商确认牢靠，以免漏气或造成管路

裂开，发生人员伤亡或财物损坏。?由于整个制氮系统中要使用380V或220V动力电源，请留意用电安全！非专业人员或未经许可和培训的其他人员切勿擅自操作电器或擅改电路。

制氮原理

?PS制氮工作原理：

变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分别出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特别的孔型处理工艺加工而成的，外表和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色，其孔型分布如以下图所示：

碳分子筛

?碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分别。这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率集中至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气〔空气〕中的任何一种气体。碳分子筛对O2、N2的分别作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差异，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的集中速率，N2分子的动力学直径较大，因而集中速率较慢。压缩空气中的水和CO2的集中同氧相差不大，而

氩集中较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和r的混合气。

碳分子筛

碳分子筛

碳分子筛对O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲线和动态吸附曲线直观表现出来：l相相0.6

?由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有到达平衡〔最大值〕，所以O2、N2集中速率的差异使O2的吸附量在短时间内大大超N2

过的吸附量。

?变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，承受加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔〔也可以单塔完成〕来实现空气分别，从而连续产出高纯度的产品氮

气。

空空空空空储相相储相

制氮工艺流程

?空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、枯燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力上升，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸左吸左吸，持续时间为几十秒。左吸过程完毕后，左吸附塔与右吸附塔通过上、下均压阀连通，使两塔压力到达均衡，这个过程称之为均压均压均压，持续时间为2~3秒。均压完毕后，压缩空气经过空气进气阀、右吸