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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑PSA制氮工艺 变压吸附制氮解决方案, 1，PSA原理简介 1.1变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）是一种先进的气体分开技术，它在当今世界的现场供气方面具有不成替代的地位。 1.2PSA技术具有以下优点： 产品纯度可以随流量的变化举行调理； 在低压和常压下工作，安好节能； 设备简朴，维护简便 微机操纵，全自动无人操作。 1.3关于吸附剂 吸附剂是PSA制氮设备的核心片面。一般地，PSA制氮设备选择的是碳分子筛，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附。 1.4变压吸附的原理 在吸附平衡处境下，任何一种吸附
2、剂在吸附同一气体时，气体压力越高，那么吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，那么吸附量越小。如下图所示： 如上所述，在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量分外小。 变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和操纵系统组成。当压缩空气从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气那么被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔举行上述吸附过程并同时对A塔分子筛举行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力急速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。
3、 2，变压吸附技术的背景介绍 早在1960年，Skarstrom提出了PSA专利，他以5A分子筛为吸附剂用一个二床PSA装置，实现从空气中分开出富氧，并于60年头投入工业生产。 1970年，PSA技术在工业应用取得了突破性的进展，最先应用于空气枯燥与净化。 1976年，PSA技术随着吸附剂的快速进展实现了从空气中分开氮气。 RICH公司自1979年从美国引进PSA技术开头，便一向致力于PSA技术的研究、创新和进展，并首先在国内使该项技术产业化。RICH公司在20余年的设备生产和市场推广过程中，已拥有1000多套的PSA设备，在国内各行业投入了工业运行。 RICH已成为中国PSA行业的第一品牌。
4、 3、RICH氮气设备的特点及功能简介 3.1RICH氮气设备积累了RICH公司20多年的工业市场应用阅历，具有以下特点： 所需气源流量仅为同类产品的70%80%，运行本金最低； 系统设计合理，运行稳当，使用安好。 3.2 RICH设备系统功能 阀门切换由可编程序操纵器自动操纵； 氮气纯度、流量监测； 不合格氮气声光报警及自动排空； 不合格氮气长时排空自动停机功能； 冷干机、过滤器自动排污； 成品氮气出口压力、纯度、流量就地显示； 成品氮气出口压力、纯度、流量端口与用户DCS端口相连； 通过人机界面实现自动远程监测功能，在操纵室内通过工控机人机界面直接监测空压机、冷干机、变压吸附制氮装置的工作
5、状态、程控阀们的工作状态、整个工艺流程示意图、气源压力、吸附压力、成品氮气出口压力、成品氮气纯度、流量，并对以上数据举行授权修改，通过程序设置对以上数据举行调阅、查看历史记录； 4、RICH氮气设备的工艺流程简要说明 4.1产品气技术指标： 氮气流量： 1000m3/h（20，101.325kPa） 氮气纯度： 99.99% (无氧含量) 氧 含 量： 100PPm 露 点： -45 出口压力： 0.6 Mpa 4.2系统组成 由RICH公司设计的氮气设备主要由以下部件组成: 空气压缩机 空气贮罐 压缩空气净化组件 PSA氧氮分开系统 氮气缓冲罐 现场监测系统 4.3系统流程图 4.4各部件说
6、明 4.4.1空气压缩机 结合贵方供给的参数，选择压缩机有以下两种方式 采用四台单级压缩微油螺杆压缩机，电机采用三相异步电机，防护等级IP55，绝缘等级F及，380V电源，采用水冷冷却方式，为变压吸附装置供给压缩气源。 采用单台离心式压缩机，电机采用三相异步电机，防护等级IP55，绝缘等级F及，6000V或10000V电源，采用水冷冷却方式，为变压吸附装置供给压缩气源。 我们建议采用其次种解决方案，其优点是设备数量少，维护费用低廉，需要更换的易损件最少，稳当性稳定性相对要高大量！并且，电耗最低！同时，压缩空气不含油份，后置设备的过滤器滤芯更换频率会大大裁减！ 4.4.2压缩空气净化组件 压缩空
7、气经冷冻枯燥机除水、过滤器除尘、除油，并由在紧随其后的超精过滤器举行深度净化。设计严谨的空气净化组件确保了碳分子筛的使用寿命。经本组件处理后的片面清白空气用于仪表空气。 4.4.3空气储罐 压缩空气经净化组件除尘、除水、除油后进入空气储罐中。 空气储罐的作用是：减小气流脉动，起缓冲作用；进一步分开油水杂质，减轻后续变压吸附压力变化及瞬间进气量大时对分子筛的油污染，并保证供给平稳清白的气源。 4.4.4氮氧分开系统 装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B、C、D四只。当清白的压缩空气进入A、B塔入口端经碳分子筛向出口端滚动时，O2、CO2和H2O被其吸附，产品氮气由吸附塔出口端流出。经一段时间后，A
8、、C塔内的碳分子筛吸附饱和。这时，A、C塔自动中断吸附，压缩空气流入B、D塔举行吸氧产氮，并对A塔分子筛举行再生。 分子筛的再生是通过将吸附塔急速下降至常压脱除已吸附的O2、CO2和H2O来实现的。两塔交替举行吸附和再生，完成氧氮分开，连续输出氮气。上述过程均由PLC来操纵。 我公司给贵方供给的是节能型碳分子筛制氮机，节能型碳分子筛制氮机采用了不等势均压流程，而传统型碳分子筛制氮机采用等势均压流程。所谓等势均压是分别在吸附塔底部和顶部设一对均压阀门，在吸附终止时，两塔进出口阀关闭，均压阀开启，气体分别从吸附塔的进出口通过均压阀均压到解吸塔。均压的好处有两个：一是裁减气体对分子筛的冲击，二是提高
9、压缩空气利用率，等势均压的结果是均压后两塔压力与氮气纯度一致，因其均压位置在同一高度，故称为等势均压。节能型碳分子筛制氮机采用不等势均压流程，不等势均压对下均压位置作了提升。均压时均压气体从吸附终止的吸附塔中部引出进入脱附终止的吸附塔的底部，这样将氮气纯度较高的气体从吸附塔均压到解吸塔，均压的结果是提高了解吸塔的氮气浓度，因此提高氮气回收率。同时降低了解吸塔内碳分子筛对氧气的预吸附，提高了碳分子筛的利用率，即提高碳分子筛的产氮率。 不等势均压流程比等势均压流程更加合理、科学、成熟、其直接效果是氮气回收率提高，产气量上升，间接效果是俭约能耗。 另外，我公司现采用产气率，产氮率更高的分子筛，可使设
10、备更加小型化，同节令约能耗更加明显。 当出气端氮气纯度小于设定值时，PLC可编程序操纵器开启自动放空阀门，将不合格氮气自动放空，确保不合格氮气不流向用户，并对放空氮气举行消声使噪声小于85dBA。 4.4.5氮气缓冲罐 氮气缓冲罐用于均衡从氮氧分开系统分开出来的氮气的压力和氧含量，保证连续稳定供应氮气。 4.4.6在氮气设备的出气端设置了粉尘过滤器，确保为用户供给明净无尘的氮气。 5、设计依据 5.1 设备运行所处环境条件： A,环境温度：最大40，最小-5 B,相对湿度：最大85%，最小60% C,大气压力：86106kPa D,制氮机工作场所的空气应清白、无油雾，无腐蚀性气体，通风良好。
11、5.2 设计基准： a,进口压力：正常1.0Mpa， b,进气温度： 40 c,相对湿度：最大85%，最小60% d,大气压力：86106kPa e,出气氮气温度：周边温度 f,出气压力：0.6Mpa g,氮气纯度:99.99%(无氧含量) h,出气氮气流量:1000Nm3/hr I,常压露点：-45 5.3如用户有特殊要求，可依据用户供给数据重新设计。 6、供货范围 本公司设计的氮气设备的各部件都经过了留心的筛选，以保证其稳当性： 6.1 空气压缩机（两种解决方案） 序号 1 序号 1 6.2 压缩空气净打扮置 型 号 330DA3 规 格 流量90 m3/min,排气压力1.0MPa 品
12、牌 elliott 数量 1 供 应 商 美国 备 注 无油离心压缩机 型 号 GA160-1.0 规 格 流量24.6 m3/min,排气压力1.0MPa 品 牌 Atlas 数量 4 供 应 商 阿特拉斯 备 注 微油螺杆压缩机 型号 ：AC-100 设备组成： 序号 名称 型号 规格 品牌 数量 供给商 备 注 1 冷冻枯燥机 管道过滤器 GL-1000WT 100m3/min RICH 1台 瑞气 水冷33T/h， 额定功率18KW 2 （5m） 精过滤器 3 (1m) 超精过滤器 4 (0.01m) 5 自动排污阀 MV-2132 100m3/min RICH 1套 瑞气 滤芯使用寿命8000小时以上 MA-2132 100m3/min RICH 1套 瑞气 MB-2132 100m3/min RICH 1套 瑞气 滤芯16000小时以上 AD402-04 / SMC 3个 日本SMC 瑞气 活性碳三年更换一次 6 除油器 CY-100 RICH 1 备注：压缩空气经该装置以后，尘埃粒径0.01m，油含量0.001mg/m3 6.3 空气储罐 序号 型号 规格 品牌 数量 供给商 温州压力容器1 CG100 20282650,10.6m3 RQ 1 制造有限公司（瑞气控股） 6.4氧氮分开装置 备注 设计压力1.0MPa 7
