本套制氮系統是由壓縮空氣裝置、壓縮空氣凈化裝置、變壓吸附制氮裝置、等設備組成。
一、壓縮空氣系統(用戶自配)
壓縮空氣系統由螺桿式壓縮機和空氣緩沖罐組成,提供變壓吸附制氮裝置所需的氣源。該系統提供穩定的輸出壓力和足夠的氣量。空壓機選用運轉可靠,維護簡單,低噪音,無基礎運轉的螺桿式空壓機。空氣緩沖罐主要是作為氣源的緩沖器,起穩定和儲存作用,此外還可以收集和排除進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。
空壓機的排氣能力稍大于制氮機額定產量下的空氣耗量,由于其啟停受到排氣壓力控制,當排氣量大于耗氣量時,排出壓力上升,空壓機停止;反之則空壓機啟動。通過如此循環啟停,使空壓機排氣量適合制氮機耗氣量要求,并適應生產線在變工況時(低于額定產量)的運行需要。
二、空氣凈化系統(用戶自配)
從緩沖罐出來的壓縮空氣首先進入C級過濾器實現粗過濾,然后進入冷凍式干燥機,將壓縮空氣強制降溫,使空氣中的水蒸汽冷凝,凝結成的液態水夾帶塵、油排出機外。冷干機最好放置于壓縮機房。工藝流程采用冷凍干燥機除油水,基于三點原因:
1、后級T級送氣管路過濾器進氣口最大液體負載:2000ppm w/w露點<-12℃,不采用冷凍干燥機,T級送氣管路過濾器易失效;
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,管路系統需傾斜并作排液;
3、管路系統析出水份后易腐蝕生銹。
冷干燥機的后精密度過濾器組,精密過濾器組由二級過濾器組成。分別是T級主管路過濾器與A級高效除油霧過濾器。T級主管路過濾器精密度為1um,濾除1um和更大的固態與液態顆粒,殘留油份含量1ppm w/w。A級高效除油霧過濾器過濾精度0.01um濾除0.01um和更大的固態與液態顆粒,99.999+%油霧;殘留油份含量0.001ppm w/w。壓縮空氣品質達到ISO8573.1質量等級1級。
三、變壓吸附制氮系統
PSA碳分子篩制氮裝置中有兩個裝滿碳分子篩的吸附塔,潔凈、干燥的壓縮空氣進入變壓吸附制氮裝置,流經裝填有碳分子篩(CMS)的吸附塔。壓縮空氣由下至上流經吸附塔,利用分子篩在不同壓力下對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,未被吸附的氮氣在出口處被收集成為產品氣,由吸附塔上端流出,進入緩沖罐。經一段時間后,吸附塔中被碳分子篩吸附的氧達到飽和,需進行再生。
再生是通過停止吸附步驟,降低吸附塔的壓力來實現的。已完成吸附的吸附塔短期均壓后開始降壓,脫除已吸附的氧氣、水、二氧化碳等組份,完成再生過程。
兩個吸附塔交替進行吸附和再生,從而產生流量和純度穩定的產品氮氣。兩只吸附器的切換由PLC控制的程控閥自動完成。一臺變壓吸附制氮裝置的性能優劣取決于吸附器、碳分子篩、工藝流程、設備結構以及電磁氣動閥等部件的性能。我公司生產的變壓吸附制氮裝置選用日本三菱公司生產的PLC可編程序控制器,選用德國BF碳分子篩、德國BURKET公司生產的電磁氣動閥。
用分子篩在不同壓力下對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,未被吸附的氮氣在出口處被收集成為產品氣,由吸附塔上端流出,進入緩沖罐。經一段時間后,吸附塔中被碳分子篩吸附的氧達到飽和,需進行再生。
再生是通過停止吸附步驟,降低吸附塔的壓力來實現的。已完成吸附的吸附塔短期均壓后開始降壓,脫除已吸附的氧氣、水、二氧化碳等組份,完成再生過程。
兩個吸附塔交替進行吸附和再生,從而產生流量和純度穩定的產品氮氣。兩只吸附器的切換由PLC控制的程控閥自動完成。一臺變壓吸附制氮裝置的性能優劣取決于吸附器、碳分子篩、工藝流程、設備結構以及電磁氣動閥等部件的性能。我公司生產的變壓吸附制氮裝置選用日本三菱公司生產的PLC可編程序控制器,選用德國BF碳分子篩、臺灣盛美公司生產的電磁氣動閥。