變壓吸附空分制氮(簡(jiǎn)稱P.S.A制氮) 是一種先進(jìn)的氣體分離技術(shù)，以優(yōu)質(zhì)進(jìn)口碳分子篩（CMS）為吸附劑，采用常溫下變壓吸附原理（PSA）分離空氣制取高純度的氮?dú)狻?br /> 氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴(kuò)散速率不同，直徑較小的氣體分子（O2）擴(kuò)散速率較快，較多的進(jìn)入碳分子篩微孔，直徑較大的氣體分子（N2）擴(kuò)散速率較慢，進(jìn)入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對(duì)氮和氧的這種選擇吸附性差異，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，如此氧氮分離，在PSA條件下得到氣相富集物氮?dú)狻?br /> 碳分子篩對(duì)氧和氮在不同壓力下某一時(shí)間內(nèi)吸附量的變化差異曲線：
 
    一段時(shí)間后，分子篩對(duì)氧的吸附達(dá)到平衡，根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對(duì)吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對(duì)氧的吸附，這一過(guò)程為再生。根據(jù)再生壓力的不同，可分為真空再生和常壓再生。常壓再生利于分子篩的徹底再生，易于獲得高純度氣體。
變壓吸附制氮機(jī)（簡(jiǎn)稱PSA制氮機(jī)）是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計(jì)、制造的氮?dú)獍l(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動(dòng)控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴(yán)格控制時(shí)序，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮?dú)狻?br /> 碳分子篩（CMS）的動(dòng)態(tài)吸附量和分離系數(shù)的性能優(yōu)劣決定了制氮機(jī)的好壞。
（自動(dòng)轉(zhuǎn)換）
碳脫氧
來(lái)自變壓吸附的普氮，（碳脫氧）（氧和碳燃燒反應(yīng)成水氣和一氧化碳和二氧化碳，一部分被冷凍干燥冷凝，另一部分與二氧化碳等雜質(zhì)被干燥器中的吸附劑脫除，塵埃由過(guò)濾器去除）。
該除氧工藝能耗低、機(jī)構(gòu)緊湊，性能可靠，其成本低于其它方法獲得高純氮，并且催化劑無(wú)需再生。干燥劑吸附周期長(zhǎng)，可以再生循環(huán)使用。
。
 
設(shè)備 特 點(diǎn)
PSA制氮機(jī)特點(diǎn)
◆安裝方便：
設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、整體撬裝，占地小無(wú)需基建投資，投資少；
◆比其它供氮方式更經(jīng)濟(jì)
PSA工藝是一種簡(jiǎn)便的制氮方法，以空氣為原料，能耗僅為空壓機(jī)所消耗的電能，具有運(yùn)行成本低、能耗低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
◆機(jī)電儀表一體化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行
進(jìn)口PLC控制全自動(dòng)運(yùn)行。氮?dú)饬髁繅毫兌瓤烧{(diào)并連續(xù)顯示，可設(shè)定壓力、流量、純度報(bào)警并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制和檢測(cè)計(jì)量，實(shí)現(xiàn)真正無(wú)人操作。先進(jìn)的控制系統(tǒng)使操作變得更加簡(jiǎn)單，從而保證了氣體純度、流量的穩(wěn)定。
◆高品質(zhì)元器件是運(yùn)行穩(wěn)定可靠的保證
氣動(dòng)閥門、電磁先導(dǎo)閥門等關(guān)鍵部件采用進(jìn)口配置，運(yùn)行可靠，切換速度快，使用壽命達(dá)百萬(wàn)次以上，故障率低，維修方便，維護(hù)費(fèi)用低。
◆氧含量連續(xù)顯示、超限自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)：
在線監(jiān)控氮?dú)饧兌?，確保所需氮?dú)饧兌确€(wěn)定。
◆優(yōu)質(zhì)碳分子篩：
具有吸附容量大，抗壓性能高，使用壽命長(zhǎng)。正常操作使用壽命可達(dá)8～10年。
◆等流氣體分布技術(shù)
特洛伊提供的卓越的等流氣流分布裝置，包括板式氣流分布器、兩級(jí)氣流緩沖設(shè)計(jì)、廣口氣流收集裝置，使得壓縮空氣在進(jìn)入吸附塔時(shí)能以等流速均勻分布，保證每粒分子篩接觸到的氣壓相同、流速相同，確保每粒分子篩都在滿負(fù)荷工作，發(fā)揮分子篩最大的吸附效率，取得最好的制氮效果。同時(shí)也節(jié)約了氣源，降低了能耗。而傳統(tǒng)氣流分布技術(shù)，靠近塔內(nèi)壁的分子篩利用率低，導(dǎo)致分子篩利用效能低，分子篩壽命不均衡。有效延長(zhǎng)碳分子篩使用壽命。
◆壓差指示、集中排污：
每級(jí)過(guò)濾器都帶有壓差指示，集中自動(dòng)排污系統(tǒng)。
◆理想的純度選擇范圍：
氮?dú)饧兌日{(diào)節(jié)方便,可根據(jù)用戶的需求在95%-99.9%之間任意調(diào)節(jié)，加上獨(dú)特的純化技術(shù)在后級(jí)串接氮?dú)饧兓?，可制?9.9995%的高純氮?dú)狻?br /> ◆系統(tǒng)獨(dú)特的循環(huán)切換工藝：
降低了閥門的磨損，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命和降低了維護(hù)費(fèi)用。
◆免費(fèi)調(diào)試，終身維護(hù)：
雄厚的技術(shù)實(shí)力和優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，提供連續(xù)的技術(shù)支持，使用戶使用無(wú)后顧之憂。
 
氮?dú)饧兓攸c(diǎn)
◇碳脫氧
當(dāng)?shù)獨(dú)庥昧坎▌?dòng)變化時(shí)，根據(jù)氮?dú)饬髁渴垢呒儦怏w參數(shù)穩(wěn)定。.氧和碳燃燒反應(yīng)成水氣和一氧化碳和二氧化碳，一部分被冷凍干燥冷凝，另一部分與二氧化碳等雜質(zhì)被干燥器中的吸附劑脫除一部分，（注明：在一般工件工藝上一氧化碳和二氧化碳，沒(méi)有影響，只有食品包裝行業(yè)不能使用）塵埃由過(guò)濾器去除。
 
◇多級(jí)干燥流程：
通過(guò)冷卻、冷凍干燥除去大量水分，降低分子篩吸附負(fù)載，有效延長(zhǎng)分子篩壽命。
◇多種切換方式：
設(shè)置手動(dòng)、自動(dòng)多種切換方式，滿足不同用氣場(chǎng)合。
◇預(yù)熱除氧系統(tǒng)：
除氧器裝有預(yù)熱系統(tǒng)，保證冬季寒冷氣溫下啟動(dòng)設(shè)備。
◇分子篩、PLC控制器、閥門：
關(guān)鍵部件全部采用優(yōu)質(zhì)先進(jìn)的進(jìn)口件，保證長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行無(wú)故障。
◇脫氧催化劑：2種（1.鈀脫氧劑）。（2.碳脫氧劑）
效率高吸附容量大，設(shè)備運(yùn)行成本低。尤其適合于將純度為99％～99.9％原料氮?dú)獬鮾艋?9.9995％以上。輸出氮?dú)饧兌瓤梢允冀K穩(wěn)定地保持在99.999％以上，不受氮?dú)庥昧坎▌?dòng)變化影響。熱交換系統(tǒng)能保證除氧器始終在平穩(wěn)、節(jié)能狀態(tài)下工作。
◇系統(tǒng)安全可靠：
設(shè)有多項(xiàng)聯(lián)鎖控制功能，使用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，保護(hù)產(chǎn)品氣質(zhì)量。
☆安裝簡(jiǎn)單：
撬裝式結(jié)構(gòu)，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，無(wú)須基建，連接好水、電及進(jìn)出氣管就可投入正常生產(chǎn)。
第四章 系統(tǒng) 流 程 說(shuō) 明
 
本套保護(hù)氣站系統(tǒng)是由壓縮空氣裝置、壓縮空氣凈化裝置、變壓吸附制氮裝置、（碳脫氧）氮?dú)饧兓b置、等設(shè)備組成。
一、壓縮空氣系統(tǒng)
壓縮空氣系統(tǒng)由螺桿式壓縮機(jī)和空氣緩沖罐組成，提供變壓吸附制氮裝置所需的氣源。該系統(tǒng)提供穩(wěn)定的輸出壓力和足夠的氣量。空壓機(jī)選用運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單，低噪音，無(wú)基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)的螺桿式空壓機(jī)?？諝饩彌_罐主要是作為氣源的緩沖器，起穩(wěn)定和儲(chǔ)存作用，此外還可以收集和排除進(jìn)入壓縮空氣源的大部分油水冷凝液。緩沖罐裝有壓力表，安全閥，排污口。
空壓機(jī)的排氣能力稍大于制氮機(jī)額定產(chǎn)量下的空氣耗量，由于其啟停受到排氣壓力控制，當(dāng)排氣量大于耗氣量時(shí)，排出壓力上升，空壓機(jī)卸載；反之則空壓機(jī)加載。通過(guò)如此循環(huán)啟停，使空壓機(jī)排氣量適合制氮機(jī)耗氣量要求，并適應(yīng)生產(chǎn)線在變工況時(shí)（低于額定產(chǎn)量）的運(yùn)行需要。
二、空氣凈化系統(tǒng)
從緩沖罐出來(lái)的壓縮空氣首先進(jìn)入C級(jí)過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)粗過(guò)濾，然后進(jìn)入冷凍式干燥機(jī)，將壓縮空氣強(qiáng)制降溫，使空氣中的水蒸汽冷凝，凝結(jié)成的液態(tài)水夾帶塵、油排出機(jī)外。冷干機(jī)最好放置于壓縮機(jī)房。工藝流程采用冷凍干燥機(jī)除油水，基于三點(diǎn)原因：
1、后級(jí)T級(jí)送氣管路過(guò)濾器進(jìn)氣口最大液體負(fù)載：2000ppm w/w露點(diǎn)＜－12℃，不采用冷凍干燥機(jī)，T級(jí)送氣管路過(guò)濾器易失效；
2、冬季室外氣溫較低，壓縮空氣溫度降低后析出水分，堵塞管路系統(tǒng)，管路系統(tǒng)需傾斜并作排液；
3、管路系統(tǒng)析出水份后易腐蝕生銹。
冷干燥機(jī)的后精密度過(guò)濾器組，精密過(guò)濾器組由二級(jí)過(guò)濾器組成。分別是T級(jí)主管路過(guò)濾器與A級(jí)高效除油霧過(guò)濾器。T級(jí)主管路過(guò)濾器精密度為1um，濾除1um和更大的固態(tài)與液態(tài)顆粒，殘留油份含量1ppm w/w。A級(jí)高效除油霧過(guò)濾器過(guò)濾精度0.01um濾除0.01um和更大的固態(tài)與液態(tài)顆粒，99.999+%油霧；殘留油份含量0.001ppm w/w。壓縮空氣品質(zhì)達(dá)到ISO8573.1質(zhì)量等級(jí)１級(jí)。
4、活性碳吸附過(guò)濾器
為了避免T級(jí)過(guò)濾后的微量油進(jìn)入變壓吸附的碳分子篩中，固加一只活性碳吸附過(guò)濾器，確保進(jìn)入制氮機(jī)的空氣更加潔凈。
 
三、變壓吸附制氮系統(tǒng)
PSA碳分子篩制氮裝置中有兩個(gè)裝滿碳分子篩的吸附塔，潔凈、干燥的壓縮空氣進(jìn)入變壓吸附制氮裝置，流經(jīng)裝填有碳分子篩的吸附塔。壓縮空氣由下至上流經(jīng)吸附塔，利用分子篩在不同壓力下對(duì)氮和氧等的吸附力不同，氧氣、水、二氧化碳等組份在碳分子篩表面吸附，未被吸附的氮?dú)庠诔隹谔幈皇占蔀楫a(chǎn)品氣，由吸附塔上端流出，進(jìn)入緩沖罐。經(jīng)一段時(shí)間后，吸附塔中被碳分子篩吸附的氧達(dá)到飽和，需進(jìn)行再生。
再生是通過(guò)停止吸附步驟，降低吸附塔的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。已完成吸附的吸附塔短期均壓后開(kāi)始降壓，脫除已吸附的氧氣、水、二氧化碳等組份，完成再生過(guò)程。
兩個(gè)吸附塔交替進(jìn)行吸附和再生，從而產(chǎn)生流量和純度穩(wěn)定的產(chǎn)品氮?dú)狻芍晃狡鞯那袚Q由PLC控制的程控閥自動(dòng)完成。一臺(tái)變壓吸附制氮裝置的性能優(yōu)劣取決于吸附器、碳分子篩、工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)以及電磁氣動(dòng)閥等部件的性能。我公司生產(chǎn)的變壓吸附制氮裝置選用日本三菱公司生產(chǎn)的PLC可編程序控制器，選用進(jìn)口碳分子篩、德國(guó)寶得公司生產(chǎn)的電磁氣動(dòng)閥。
四、氮?dú)饧兓到y(tǒng)（碳脫氧）
我公司在氮?dú)饧兓矫嬗卸喾N方案可供客戶選擇，現(xiàn)針對(duì)貴公司的氮?dú)庵笜?biāo)要求，我公司可通過(guò)如下方案來(lái)滿足貴公司的要求。
來(lái)自PSA制氮裝置的普氮，通過(guò)裝填有碳脫氧劑的除氧器，粗氮中的微氧在300-350℃溫下與過(guò)量的碳與氧燃燒反應(yīng)生成水。除氧后的氮?dú)饨?jīng)水冷卻器再進(jìn)入冷凍干燥機(jī)冷凝除液后進(jìn)入吸附干燥器，干燥器內(nèi)裝有分子篩，水分及二氧化碳等雜質(zhì)被干燥器中的吸附劑脫除，塵埃由過(guò)濾器去除。氮?dú)庵械乃荼簧疃任?，露點(diǎn)可達(dá)到－60℃-－65℃以上，氮?dú)庵袣堁趿靠尚∮?ppm。
氮?dú)饧兓b置中有兩個(gè)裝滿分子篩的干燥吸附塔，一個(gè)在吸附的同時(shí)，另一個(gè)再生。通過(guò)定時(shí)吸附與再生的循環(huán)過(guò)程保證系統(tǒng)穩(wěn)定連續(xù)的運(yùn)行。