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制氮機(jī)選擇要注意哪些?
發(fā)表于:2021-09-29 分享至:

從細(xì)節(jié)把握變壓吸附制氮機(jī)選型的大方向。

變壓吸附(PSA)是一種以碳分子篩為吸附劑的先進(jìn)氣體分離技術(shù),在當(dāng)今世界領(lǐng)域供氣中發(fā)揮著不可替代的作用,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,如何選擇一臺性能良好的制氮機(jī)是眾多客戶面臨的首選問題。一臺制氮機(jī)的選型涉及到很多問題,但只要我們認(rèn)真分析、分析。

首先,在確定具體的型號和規(guī)格(即每小時氮?dú)猱a(chǎn)量、氮?dú)饧兌?、出口壓力、露點(diǎn)之前,應(yīng)綜合對比分析氮?dú)獍l(fā)生器的性能和特點(diǎn),同時根據(jù)其現(xiàn)有的環(huán)境條件進(jìn)行正確的選擇。

首先,從以下幾個方面對比分析氮?dú)獍l(fā)生器:

a)整個系統(tǒng)設(shè)計的合理性;

b)碳分子篩的填充技術(shù)和壓實(shí)方法;

c)控制閥的使用壽命;

D) R&D,制造體驗和用戶表現(xiàn);

二、影響制氮機(jī)成本的因素:

1)整個系統(tǒng)一次性投入;

2)分子篩的使用壽命;

3)使用過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、影響制氮機(jī)穩(wěn)定性的因素:

制氮機(jī)是涉及機(jī)械、電氣、儀表一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品,設(shè)備的穩(wěn)定性在長期使用中尤為重要。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:

1.控制閥:

對于變壓吸附氮?dú)獍l(fā)生器,閥門必須具有以下特性:

a)材料性能好,絕對不漏氣;

b)收到控制信號后0.02秒內(nèi)完成開或關(guān)動作;

c)能承受頻繁的啟閉,保證足夠長的使用壽命;

1.1、閥門故障根源。

正常使用條件下,每個程控閥門每循環(huán)必須開、關(guān)一次(約120秒),對于氮?dú)獍l(fā)生器按每年300個工作日計算,每天24小時連續(xù)運(yùn)行,吸附解吸循環(huán)4分鐘,因此每年每個閥門需要開、關(guān)20萬次以上。但是,只要其中一個閥門出現(xiàn)故障,就會影響整個設(shè)備的正常運(yùn)行。因此,閥門的連續(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)。

2.碳分子篩是變壓氮?dú)獍l(fā)生器的核心;

2.1.碳分子篩的性能指標(biāo);

A.硬度。

B.氮?dú)猱a(chǎn)量(Nm3/T-h)。

C.回收率(N2/空氣)%。

D.包裝密度。

以上指標(biāo)已由碳分子篩廠家在出廠時注明,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)系到各個制氮廠家的工藝流程和吸附塔的高徑比,保證分子篩的使用壽命至關(guān)重要:

2.2、碳分子篩裝填技術(shù):

將碳分子篩裝入吸附塔時,必須配備特殊的填料技術(shù),否則容易被粉碎而導(dǎo)致失效。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,如果沒有專門的氣體分布器,分子篩會受到氣流的強(qiáng)烈沖擊和摩擦,容易造成分子篩粉化。此外,分子篩不可能絕對緊密地填充到吸附塔中。使用一段時間后,分子篩之間的間隙減小,下沉緩慢。如果沒有分子篩自動裝填裝置和壓制裝置,吸附塔上部會有明顯的空隙。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入吸附塔下部時,分子篩在氣流的沖擊力下會在短時間內(nèi)快速移動,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.空氣中油和水對分子篩的影響;

由于空氣中含有一定量的水和油蒸氣,油蒸氣經(jīng)過壓縮機(jī)后,未經(jīng)嚴(yán)格的空氣凈化處理,很容易被碳分子篩吸附,難以脫附,充滿了分子篩的孔徑,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。雖然對水分子篩不致命,但會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)定性不可忽視的問題。

3.方案分析。

針對上述問題,薩普進(jìn)行了專項研發(fā),為此對整個制氮系統(tǒng)進(jìn)行了精心設(shè)計和布置。整個制氮裝置包括以下幾個部分。

3.1系統(tǒng)流程圖。

空氣壓縮機(jī)。

空氣壓縮機(jī)是提供氣源的主要部分,壓縮空氣首先被引入壓縮空氣凈化模塊以除去水和油,然后進(jìn)入空氣凈化模塊。

空氣凈化裝置。

空氣凈化模塊由高效過濾器、冷凍干燥機(jī)、精細(xì)過濾器、超細(xì)過濾器和催化劑脫油器等組成。壓縮空氣進(jìn)入管道過濾器,去除大于1微米的顆粒和大部分水分,以保證冷凍干燥機(jī)和后級過濾器的正常使用。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)布水過濾器分離過濾后由排污閥排出,使壓縮空氣露點(diǎn)達(dá)到-10℃。過濾精度> 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空氣通過管道進(jìn)入氮氧分離系統(tǒng),保證了分子的長壽命。

3.1.3儲氣罐組件。

儲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,起到緩沖作用,從而降低系統(tǒng)的壓力波動,使壓縮空氣順利通過壓縮空氣凈化系統(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,在氧氮分離系統(tǒng)進(jìn)行周期性工作切換時,也為氧氮分離系統(tǒng)提供了短時間內(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氧氮分離系統(tǒng)。

氧分離系統(tǒng)是制氮機(jī)的核心部分,由兩個吸附塔、壓縮裝置、程控閥門等組成。我院采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口閥門,無泄漏使用壽命超過300萬次,為整套設(shè)備提供可靠的性能保證。

氮?dú)饩彌_罐。

氮?dú)饩彌_罐主要由緩沖罐、濾塵器、流量計、調(diào)壓閥、節(jié)流閥等組成。,為現(xiàn)場用戶提供穩(wěn)定的氮源??偨Y(jié):通過以上方案分析,我們可以對制氮機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成有一定的了解,但對于不同的環(huán)境條件和不同的工藝條件,設(shè)備配置會有一定的選擇性。

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