250Nm3/h氮气纯化方案一. 技术参数：(一)原料氮气指标：原料气指标：1) 气量： 250 Nm3/h2）纯度： 99.99%3）压 力： 0.6Mpa 4）CO2： <5ppm 5）含氧量： <10PPm6）露点： -60°C（二）终端产品氮气指标： 1）含氧量： £2ppm2）露点： £-72°C3）O2： £2ppm4）温度： 常温5）压力： 0.55MPa二、装置功能：本装置可对系统实行温度、阀位、时间旳全方位控制具有控温及显示、阀位控制、时序控制、超温报警、温度异常时停机等多项功能本套氮气纯化妆置实现全程自动化运营报警采用报警参数闪烁及声光提示，并在报警5分钟无人干预后自动切断系统电源，保护设备安全吸附塔持续工作24小时后，控制系统会自动切换阀门，变化吸附塔旳工作状态，将本来再生好旳吸附塔切入工作状态，吸附饱和失效旳吸附塔则开始自动执行加热、升温、反吹等动作，进入再生程序气动阀门采用西班牙进口旳plsma阀门，开关寿命可保证100万次。
三、方案设计压力：1.25´0.6MPa=0.75MPa（1）脱氧罐：脱氧剂用量：使用周期225天250Nm3/h´10´10-6´24´225¸1.5´1.5=13.5Kg13.5Kg / 0.5Kg/L=26.9L，f159´5´1.7m 容积：30L， 16.9L/m 材质304功率： 罐重：22.64Kg/m´1.7m＝38.5kg，加封头48Kg活性炭比热取0.5kcal/kg.C装脱氧剂13.5Kg，加热升温时间为2小时Q=WCp(T2-T1)=[ 13.5Kg´0.5kcal/kg.C ´（350-30）＋48Kg´0.11 kcal/kg.C ´（350-30）°C]/2h´1.1/860=2.5Kw 选用功率为2.Kw电加热棒，2根，总功率：4Kw电热套管:f25´2.5´1680（2）换热罐 热气体：流量250Nm3/h，温度：300°C，氮气冷气体：流量250Nm3/h，温度：20°C，氮气 140°C 300°C 20°C 140°C 160°C 120°C氮气比重：1.2507Kg/m3, 比热：0.25Kcal/Kg°CQ=250´1.2507´0.25´(300-140)=12507Kcal/hK取5Kcal/m2.h.°C△t1=（160-120）/Ln(160/120)=40/0.288=138.5℃F=Q/KDt=12507Kcal/(138.5´5Kcal/m2.h.°C)=18.1m2f159´5´1.70m, 采用f16´2.5´1.7m换热管 Pt=20mm 可排31根换热面积：0.016´3.14´1.7´31=2.65m2Q=250´1.2507´0.25´(180-20)=12507KcalK取5Kcal/m2.h.°CQ1=F×K×Dt=2.65×5×138.5=1835Kcal (3)加热罐氮气升温需要热量（设换热器出口氮气温度为80℃）Q=250´1.2507´0.25´(300-80)=17197Kcal/h=20Kw设立两个加热罐，每罐设立加热棒6根，每根功率2kwf159´5´1.6m, 在每个罐体封头上开f25´2.5眼，焊接电热棒套管6根，电热棒功率2.0Kw/根 共12根，总功率24kw设立两个加热罐，每个加4根电热棒。
4）冷却罐 300°C 35°C 40°C 30°C 265°C 10°CDtin=（265-10）/(ln(265/10)=77.8°CK取50Kcal/m2.h. °CQ=250´1.2507´0.25´(300-40)=20324Kcal/h计算传热面积：F=Q/KDt＝20324Kcal /50´77.8=5.22m2f159´5´1.70m 取f16´2.5列管，可排31根，D0=16mm di＝11mm pt＝21.3mm，L=1.5m 列管长1.7m，F=2.34m2<5.22m2, 采用两级冷却冷却水计算：W=W1Cp1(T2-T1)/Cp2(t2-t1)＝250´1.2507´0.25´（300-40）¸（35-30）＝4吨/h列管：材质304； 尺寸 f16´2.5´1700高； 排满可排31根，壳体 304 f159´5´1700高换热器管板： 304 厚度按照4.0MPa法兰厚度选用30mm，开孔f16.5mm，管心距：21.3mm(5)吸附器再生周期48小时CO2生成量250Nm3/h´10´10-6´24/22.4´44=0.12Kg需分子筛：0.12Kg/1%=12Kg，12Kg/0.8=15Lf159´5´1.7m 容积：30L 16.9L/m，22.64Kg/m装分子筛：24Kg，两塔48Kg，罐体重：22.64Kg/m´1.7m=38.5Kg，加封头48Kg功率：分子筛比热取0.25kcal/kg.C，分子筛水脱附热为：915Kcal/Kg水蒸汽比热：0.53Kcal/KgC钢材比热为0.12 kcal/kg.C，散热系数：再生温度：350°C吸附罐装吸附剂24Kg水含量：250Nm3/h´48h´11ppm´10-6/22.4m3/Kgmol´18Kg/Kgmol＝106gCO2含量：250Nm3/h´10´10-6´48h/22.4m3/Kgmol´44Kg/Kgmol ＝236g两项之和：106+236=342g，吸附容量：2%342g/2%=17.1kg<24KgQ=（Q1+Q2+Q3+Q4）/T＋Q5水显热Q1＝106g´[1kcal/kg.C ´（100-20）＋0.53 kcal/kg.C ´（350-100）°C]/1000＝22.5Kcal水脱附热Q2=WDH＝915Kcal/Kg´106g/1000＝97Kcal分子筛显热Q3=24Kg´0.25kcal/kg.C´（350-20）＝1980Kcal外壳显热Q4=48kg´0.12 kcal/kg.C´（350-20）=1901Kcal外壳散热Q5=F壳´a壳´（t壳－t）＝0.8m2 ´10Kcal/m2.h.C´（80-30）＝400Kcal/h再生升温时间为2小时：功率N=[（22.5+97+1980+1901）/2＋400]/860＝2.8Kw选用功率为2.Kw电加热棒，2根，总功率：4.Kw。