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1、鸿 扬 牌 ?PSA系列变压吸附制氮机操作使用说明书南通鸿扬制氮设备有限公司操作说明书一相关知识1气体知识2 压力知识3. 电力知识4. 安全知识5. 知识产权6. 提示二. 变压吸附（PSA）制氮原理及系统设备概述1. 概述2. PSA制氮原理3. PSA制氮基本工艺流程4. PSA制氮系统设备三. 设备安装及工况条件1. 设备布置要求2. 工况条件3. 设备安装四. 设备调试及开、停车1. 设备调试前准备工作2. 设备首次开车（设备调试）3. 设备正常开车步骤4. 设备正常停车步骤5. 故障紧急停车步骤6. 设备正常运行状态描述7. 设备操作注意事项五. 设备检验1 .检验标准2. 设备出
2、厂检验3. 设备现场检验、调试验收六. 设备维护1. 设备日常维护2. 设备周期性维护3. 常见故障处理4. 设备维护记录表七. 随机附件1. 设备清单2. 随机提供的资料、备件3. 设备标示、警示牌八. 设备保修条款1. 设备质量保证条款2. 设备保修期限、范围、措施附件1:设备性能页附件2:系统日常工作记录表附件3:系统维护记录表一、相关知识1 气体知识氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透明，属于 亚惰性气体，不维持生命。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气（N2）在空气中的含量为78.084%（空气中各种气体的容积组分为：N2:78.0
3、84%、02： 20.9476% 氩气：0.9364%、CO2： 0.0314%、其它还有 H2、CH4、20、03、SO2、NO2 等，但含量极少）， 分子量为28,沸点：-195.8 T，冷凝点：-210C。2 压力知识变压吸附（PSA）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。现使用的吸附剂 碳分子筛最佳吸附压力为0.60.9MPa,整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量； 因此设备安装、调试、操作维修时必须注意安全，不得近距离面对气体。非专业人员或未经 许可，请勿擅动系统中管路阀门、压力表等部件。内部拆卸时，必须确认其内压力为零。本说明书及技术方案中所指压力除注明外，均为表压
4、。3电力知识制氮系统中空压机、冷干机或其它气体干燥设备、制氮主机、氮气纯化装置等设备均需要 接入380V或220V电源，电源条件规定见下表。电压 V允差 %相位频率Hz允差 %380 5三相50 1220单相必须注意安全用电（电压超过 36V对人有危害）！请仔细阅读各设备的接电要求，严格 按照要求连接电源。使用220V电源的设备切勿使用380V电源，一定要有接地保护，避免发 生短路。非专业人员或未经许可请勿擅动制氮系统中的电路电器。4 .安全知识在安装、调试、操作、维护本制氮系统之前，请务必先阅读以下安全警示！高纯氮气作为隔绝空气或氧气等气体的惰性气体，在密封环境中容易使人缺氧窒息。使 用时，
5、人员必须处于通风良好的环境中，人或动物切勿在充满高纯氮气的密封环境中，以免 发生伤亡事故。当发生事故时，迅速将事故者运往敞开、通风的大气中做人工呼吸。由于整个制氮系统中气体均是带压的，需防止压力气体的加渣冲击；在空压机、冷干机、 气体干燥设备、制氮主机及氮气纯化装置等设备的排气口，请勿站人。整个系统中的连接管 路必须牢固可靠密封，经设备销售商确认可靠，以免漏气或造成管路破裂，发生人员伤亡或 财物损坏。由于整个制氮系统中要使用380V或220V动力电源，请注意用电安全！非专业人员或未 经许可和培训的其他人员切勿擅自操作电器或擅改电路。本制氮系统中的所有设备必须由专业人员或经过技术培训并合格的操作
6、人员操作。否 则，造成设备损坏我方将不负任何责任，也不在设备保修范围之内。对于不顾上述安全警示，漠视安全知识，不遵守安全操作规范等造成的人员伤亡及财物 损坏等，我公司将不承担任何责任。5知识产权本公司拥有“鸿扬”牌制氮机的所有知识产权，包括技术方案、设计图纸、工艺流程、 安装、调试、操作、维护的说明等技术资料和制造工艺、设备的知识产权。任何人或机构未 经我公司正式书面授权许可，均不得复制、引用技术资料，模仿设备外观、制造工艺等。本 公司保留对所有侵犯本公司知识产权的行为进行法律追究的权利。6.提示在使用系统设备前，首先必须阅读本操作使用说明书的全部内容，在全面了解有关 知识的基础上，才可动手操
7、作各设备。若有未详尽之内容，请拨打电话：0513-88600812 0513 88600815，询问本司技术人员。二、制氮原理及系统设备概述1 概述“鸿扬”牌变压吸附（PSA）制氮机是一种逐步取代瓶装氮气和深冷空分制氮的新型高 科技设备，它具有设备成本低，体积小、重量轻、操作简单、维护方便、运行费用小、现场制 氮快捷、开关方便、无污染等优点，。本公司生产的“鸿扬”牌PSA系列空分制氮设备广泛运 用于石油化工、橡胶塑料、电子、制药、啤酒饮料、食品保鲜、机械加工、冶金、玻璃、煤 炭、航空航天、军事等行业和领域，设备运行稳定，安全可靠，深受广大用户的青睐。2. PSA制氮工作原理：变压吸附制氮机是以
8、碳分子筛为吸附剂， 利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附 和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、 氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒 状吸附剂，呈黑色，其孔型分布如下图所示：碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现 02、N2的动力学分离。这样的孔径分布可使不同 的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气 体。碳分子筛对 02、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，02分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，
9、因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和 CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸 #附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。碳分子筛对02、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲线和动态吸附曲线直观表现出来:#由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使 02、N2的吸附量同时增大，且 02 的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短，02、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值）， 所以02、N2扩散速率的差别使02的吸附量在短时间内大大超过 N2的吸附量。变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期,使压缩空气交替进入吸附塔（也可以单塔完成）来实现空气分离，从而连续产出
10、高纯度的产 品氮气。2. PSA制氮基本工艺流程:PI.C!：=I r4Havffi-L|氮分析仪PSA制氮机基本工艺流程示意图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#操作说明书 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23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，
11、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七个二位五通先导电磁阀，再由电磁阀分别控制八个气动管道阀的开、闭来完成的。七个二位五通先导电磁阀分别控制左吸、均压、右吸 状态。左吸、
12、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，七个二位 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
13、状态。4. PSA制氮系统设备制造普通纯度氮气（氮气纯度 95%99.9%或95%99.99%）, 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%99.9999%），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）空压缩空制氮氮气氮气后期氮气储压气预处T主机纯化净化处理T罐或用机理设备装置气点4. 1空气压缩机因为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
14、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1015%，活塞空压机一般要比要求的排气量大 2025%。空压机的额定排气压力最好选择为 0.71.0Mpa （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
15、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w 10ppm w/w,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。4. 2压缩空气预处理设备因为制氮主机中碳分子筛对压缩空气的品质要求很高，而压缩空气中气体温度高，又含 有大量的水分和一定的粉尘、油雾，所以在压缩空气进入制氮主机前必须进行降温、除水、 除油、除尘等处理，此部分设备主要就是为了此目的。对压缩空气的净化处理至关重要，这一点请用户千万不要忽视！因为压缩空气净化处理 的好坏直接关系到碳分子筛的使用寿命，从而直接关系制氮机的长期有效使用。一旦碳分子 筛油“中毒”或水“中毒”，制氮机将效率下降，指标无法达到正常。对压缩空气除水主要采用冷冻式干燥机或（和）吸附式干燥器。冷冻式干燥机是采用 R-134a或R-22冷媒作为冷却剂，将压缩空气中气体降温，其内气态水和油冷却至液态
