PSA制氮机工作过程详解

PSA制氮机工作过程

1—空气压缩机; 2—过滤器; 3—干燥机; 4—过滤器; 5—PSA 吸附塔; 6—过滤器; 7—氮气缓冲罐

空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，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，持续时间为几十秒。左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过上、下均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2～3秒。均压结束后，压缩空气经过空气进气阀、右吸进气阀进入右吸附塔，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过右吸出气
阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸，持续时间为几十秒。同时左吸附塔中碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀降压释放回大气当中，此过程称之为解吸。反之左塔吸附时右塔同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出的氧气完全排放到大气中，氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附塔，把塔内的氧气吹出吸附塔。这个过程称之为反吹，它与解吸是同时进行的。右吸结束后，进入均压过程，再切换到左吸过程，一直循环进行下去。

制氮机的工作流程是由可编程控制器控制十个二位五通先导电磁阀，再由电磁阀分别控制十个气动管道阀的开、闭来完成的。十个二位五通先导电磁阀分别控制左吸、均压、右吸状态。左吸、均压、右吸的时间流程已经存储在可编程控制器中，在断电状态下，三个二位五通先导电磁阀的先导气都接通气动管道阀的关闭口。当流程处于左吸状态时，控制左吸的电磁阀通电，先导气接通左吸进气阀、左吸产气阀、右排气阀开启口，使得这三个阀门打开，完成左吸过程，同时右吸附塔解吸。当流程处于均压状态时，控制均压的电磁阀通电，其它阀关闭；先导气接通上均压阀、下均压阀开启口，使得这两个阀门打开，完成均压过程。当流程处于右吸状态时，控制右吸的电磁阀通电，先导气接通右吸进气阀、右吸产气阀、左排气阀开启口，使得这三个阀门打开，完成右吸过程，同时左吸附塔解吸。每段流程中，除应该打开的阀门外，其它阀门都应处于关闭状态。

PSA制氮系统设备

制造普通纯度氮气（氮气纯度95%～99.9%或95%～99.999%），PSA空分制氮系统由下列设备组成：（根据不同用户要求，具体组成可能有所变化）

制造高纯度氮气（氮气纯度99.9%～99.9995%），PSA空分制氮系统由下列设备组成：（根据不同用户要求，具体组成可能有所变化）

制氮机空气压缩机的选择

因为PSA空分制氮是通过加压吸附、常压解吸从空气中直接制取氮气，所以空压机是提供气体压缩的动力源。目前广泛使用的空压机主要有螺杆空压机和活塞空压机两大类。这两种空压机各有其特点，都可用于制氮系统。一般来说，螺杆空压机气量损耗少，产气效率高，噪音低，维修量较小，但压缩空气中一般都含油，价格相对较高；活塞空压机现有无油润滑和有油润滑两种，对于制氮系统来说，最好配套使用无油润滑空压机。

空压机的排气量根据制氮机的规格而定。一般为了不使空压机一直满负荷运转，有一定的卸载时间，有利于空压机长期有效使用，在选择空压机的排气量时，螺杆空压机的排气量一般要比制氮机要求的气量大10～15%，活塞空压机一般要比要求的排气量大20～25%。

空压机的额定排气压力最好选择为0.8～1.0Mpa（最少要≥0.7Mpa），排气压力过高、过低均不好。

对于地处海拔高度≥1000m的地方，选择空压机时要考虑大气压力，请咨询空压机供货商或咨询我公司。

空压机排出的压缩空气中含油量必须≤10ppm ，最好使用无油空压机。

PSA制氮系统中设备主要电力消耗就是空压机的功率消耗。

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