氮?dú)獍l(fā)生器的選擇:變壓吸附(簡(jiǎn)稱(chēng)PSA氮?dú)獍l(fā)生器)。
它是一種先進(jìn)的以碳分子篩為吸附劑的氣體分離技術(shù)。它在當(dāng)今世界野外供氣中具有不可替代的地位，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
在現(xiàn)有的數(shù)百家制氮企業(yè)中，如何選擇一臺(tái)性能良好的制氮機(jī)是許多客戶(hù)面臨的首要問(wèn)題。制氮機(jī)的選型涉及到很多問(wèn)題，但只要我們認(rèn)真分析、比較、把握要點(diǎn)，就能得到滿(mǎn)意的結(jié)果。
首先，在確定具體的型號(hào)和規(guī)格(即每小時(shí)氮?dú)猱a(chǎn)量、氮?dú)饧兌?、出口壓力、露點(diǎn))之前，應(yīng)綜合對(duì)比分析氮?dú)獍l(fā)生器的性能和特點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)其現(xiàn)有的環(huán)境條件進(jìn)行正確的選擇。
1.從以下幾個(gè)方面對(duì)氮?dú)獍l(fā)生器進(jìn)行對(duì)比分析:a)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性；b)碳分子篩的負(fù)載技術(shù)和壓實(shí)方法；控制閥的使用壽命；D) R&D，制造體驗(yàn)和用戶(hù)表現(xiàn)。
二、影響制氮機(jī)成本的因素:1)整個(gè)系統(tǒng)的一次性投資；2)分子篩的使用壽命；3)使用過(guò)程中所需配件的使用壽命和成本；4)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及電、水、壓縮空氣消耗；三、影響制氮穩(wěn)定性因素:制氮是涉及機(jī)、電、儀表一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，設(shè)備的穩(wěn)定性在長(zhǎng)期使用中尤為重要。
從氮?dú)獍l(fā)生器的組成不難看出，穩(wěn)定性受以下兩點(diǎn)影響:
控制閥:對(duì)于變壓吸附制氮機(jī)，閥門(mén)必須具備以下性能:a)材料性能好，絕對(duì)不漏氣；b)收到控制信號(hào)后0.02秒內(nèi)完成開(kāi)或關(guān)動(dòng)作；c)能承受頻繁的啟閉，保證足夠長(zhǎng)的使用壽命；
當(dāng)閥門(mén)正常使用時(shí)，每個(gè)程控閥門(mén)必須在每個(gè)周期(約120秒)打開(kāi)和關(guān)閉一次。以氮?dú)獍l(fā)生器每年300個(gè)工作日計(jì)算，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，吸附解吸周期為4分鐘，因此每年每個(gè)閥門(mén)需要開(kāi)關(guān)20多萬(wàn)次。但是，只要其中一個(gè)閥門(mén)出現(xiàn)故障，就會(huì)影響整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，閥門(mén)的連續(xù)使用壽命是氮?dú)獍l(fā)生器穩(wěn)定性和可靠性的最重要環(huán)節(jié)。
碳分子篩是變壓制氮設(shè)備的核心。
2.1.碳分子篩的性能指標(biāo):a .硬度b .氮收率(nm3/t-h . c .回收率(N2/空氣)；包裝密度。
以上指標(biāo)已由工廠碳分子篩生產(chǎn)廠家注明，但只能作為參考數(shù)據(jù)。如何最大限度地提高碳分子篩的效率，直接關(guān)系到各個(gè)制氮廠家的工藝流程和吸附塔的高徑比，對(duì)于保證分子篩的使用壽命至關(guān)重要。
2.2.碳分子篩的裝填技術(shù):將碳分子篩裝入吸附塔時(shí)，必須有專(zhuān)門(mén)的裝填技術(shù)，否則容易粉化而造成失效。從工藝流程中我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓縮空氣從吸附塔底部高速進(jìn)入時(shí)，如果沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的氣體分布器，分子篩會(huì)受到氣流的強(qiáng)烈沖擊和摩擦，容易造成分子篩的粉化。此外，分子篩不可能絕對(duì)緊密地填充到吸附塔中。使用一段時(shí)間后，分子篩之間的間隙減小，下沉緩慢。如果沒(méi)有分子篩自動(dòng)裝填裝置和壓制裝置，吸附塔上部會(huì)有明顯的空隙。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入吸附塔下部時(shí)，分子篩在氣流的沖擊力下會(huì)在短時(shí)間內(nèi)快速移動(dòng)，使分子篩相互碰撞，與吸附塔壁摩擦碰撞，容易使分子篩粉碎失效。
2.3.空氣中的油和水對(duì)分子篩的影響:由于空氣中含有一定量的水和油蒸氣，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)后，未經(jīng)嚴(yán)格的空氣凈化處理，油蒸氣容易被碳分子篩吸附，但難以脫附，分子篩孔徑被堵塞，導(dǎo)致分子篩“中毒”失效。因此，在壓縮空氣進(jìn)入吸附塔之前，需要設(shè)置嚴(yán)格的空氣凈化裝置，以保證分子篩的使用壽命。雖然對(duì)水分子篩不致命，但會(huì)增加分子篩的吸附負(fù)荷，即影響其吸附O2和CO2的能力。因此，用壓縮空氣干燥除水是提高分子篩吸附能力和穩(wěn)定性不可忽視的問(wèn)題。
3.方案分析薩普針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)，對(duì)整個(gè)制氮系統(tǒng)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)和布置。整個(gè)制氮裝置包括以下幾個(gè)部分。
3.1系統(tǒng)流程圖。
3.1.1空氣壓縮機(jī)是提供氣源的主要部分，首先將壓縮空氣引入壓縮空氣凈化模塊，除去水和油，然后進(jìn)入空氣凈化模塊。
3.1.2空氣凈化裝置的空氣凈化組件由高效過(guò)濾器、冷凍干燥機(jī)、精濾器、超細(xì)過(guò)濾器和催化劑脫油器等組成。壓縮空氣進(jìn)入管道過(guò)濾器，去除大于1μ m的顆粒和大部分水分，以保證冷凍干燥機(jī)和后級(jí)過(guò)濾器的正常使用。壓縮空氣被凍干機(jī)強(qiáng)制冷卻至5℃左右，使空氣中的水蒸氣凝結(jié)成水，經(jīng)分水過(guò)濾器分離過(guò)濾后由排污閥排出。過(guò)濾精度> 0.001μ m，殘余油霧在除油器中被活性炭吸附，使?jié)崈舻膲嚎s空氣通過(guò)管道進(jìn)入氮氧分離系統(tǒng)，保證了分子的長(zhǎng)壽命。
3.1.3儲(chǔ)氣罐總成儲(chǔ)氣罐的作用是保證系統(tǒng)內(nèi)空氣的順利使用，減少氣流的脈動(dòng)，起到緩沖作用，從而降低系統(tǒng)的壓力波動(dòng)，使壓縮空氣順利通過(guò)壓縮空氣凈化系統(tǒng)，從而充分去除油水雜質(zhì)，降低后續(xù)PSA氧氮分離裝置的負(fù)荷。同時(shí)，在氧氮分離系統(tǒng)進(jìn)行周期性工作切換時(shí)，也為氧氮分離系統(tǒng)提供了短時(shí)間內(nèi)快速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內(nèi)的吸附壓力快速上升至工作壓力，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
3.1.4制氮機(jī)的核心部件氧氮分離系統(tǒng)由兩個(gè)吸附塔、壓縮裝置、程控閥門(mén)等組成。我院采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口閥門(mén)，無(wú)泄漏使用壽命超過(guò)300萬(wàn)次，為整套設(shè)備提供可靠的性能保證。
3.1.5氮?dú)饩彌_罐，主要由緩沖罐、濾塵器、流量計(jì)、調(diào)壓閥、節(jié)流閥等組成。，為現(xiàn)場(chǎng)用戶(hù)提供穩(wěn)定的氮源?？偨Y(jié):通過(guò)以上方案分析，我們可以對(duì)制氮機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成有一定的了解，但對(duì)于不同的環(huán)境條件和不同的工藝條件，設(shè)備配置會(huì)有一定的選擇性。
