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PSA變壓吸附制氮原理、工藝流程及設(shè)備組成：

變壓吸附制氮機(jī)是以碳分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氮氣的自動化設(shè)備。碳分子篩是一種以煤為主要原料，經(jīng)過研磨、氧化、成型、碳化并經(jīng)過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內(nèi)部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色，碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)O2、N2的動力學(xué)分離。這樣的孔徑分布可使不同的氣體以不同的速率擴(kuò)散至分子篩的微孔之中，而不會排斥混合氣（空氣）中的任何一種氣體。碳分子篩對O2、N2的分離作用是基于這兩種氣體的動力學(xué)直徑的微小差別，O2分子的動力學(xué)直徑較小，因而在碳分子篩的微孔中有較快的擴(kuò)散速率，N2分子的動力學(xué)直徑較大，因而擴(kuò)散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴(kuò)散同氧相差不大，而氬擴(kuò)散較慢。最終從吸附塔富集出來的是N2和Ar的混合氣。

依據(jù)碳分子篩對O2、N2的吸附特性，吸附壓力的增加，可使O2、N2的吸附量同時增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。變壓吸附周期短，O2、N2的吸附量遠(yuǎn)沒有達(dá)到平衡（最大值），所以O(shè)2、N2擴(kuò)散速率的差別使O2的吸附量在短時間內(nèi)大大超過N2的吸附量。

變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進(jìn)入吸附塔（也可以單塔完成）來實現(xiàn)空氣分離，從而連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氮氣。

PSA制氮設(shè)備組成:

PSA制氮設(shè)備由壓縮空氣源、空氣凈化系統(tǒng)、PSA制氮裝置組成。
1、壓縮空氣源
1）空氣壓縮機(jī)
壓縮空氣源選用螺桿式空氣壓縮機(jī)，其具有以下優(yōu)點：
1）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，噪聲小;
2）排氣溫度低，出氣潔凈；
3）操作容易，維修方便；
4）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。
2．空氣凈化系統(tǒng)
空氣凈化系統(tǒng)由C級過濾器、；冷凍式干燥器、T級過濾器、A級過濾器、活性炭過濾器及空氣緩沖罐組成。
A．C級過濾器：可過濾3v或更大的固態(tài)粒子。過濾器帶有壓差指示器，指示更換濾芯的最佳時間，提高過濾器的利用率，減少壓降。還帶有自動排污裝置，可靠地排出積聚的雜物。
B．T級過濾器：經(jīng)過初級過濾的壓縮空氣進(jìn)入T級主管路過濾器，過濾精度達(dá)1v，除去100%水分。
C．冷凍式干燥器：壓縮空氣經(jīng)過C、T級過濾器進(jìn)行油水分離后，進(jìn)入干燥器進(jìn)一步除水、干燥。
D．A級過濾器：經(jīng)過深度除水后的壓縮空氣進(jìn)入A級過濾器，過濾精度達(dá)0.1v，除去99%油分。
E．活性炭過濾器：對經(jīng)過壓縮的空氣進(jìn)行活性碳吸附除油。進(jìn)一步保證進(jìn)入吸附塔的壓縮空氣品質(zhì)符合要求。
F．空氣儲罐：空氣儲罐除保證系統(tǒng)用氣平穩(wěn)外，還可降低壓縮空氣的溫度，使壓縮空氣中水、油等雜質(zhì)隨壓縮空氣溫度的降低而分離出來，有利于延長后處理設(shè)備壽命，同時提高壓縮空氣的品質(zhì)。
3．PSA制氮裝置
PSA碳分子篩制氮裝置主要由吸附塔、氣動及控制系統(tǒng)、電氣控制等組成。
A．碳分子篩：PSA制氮裝置的核心是碳分子篩，其性能的好壞和發(fā)揮直接影響設(shè)備的各項技術(shù)指標(biāo)。
B．吸附塔：裝填分子篩容器是吸附塔，立式結(jié)構(gòu)吸附塔下部進(jìn)氣有利空氣均勻分流分布，符合碳分子篩純度、產(chǎn)氣量及壓力曲線的變化規(guī)律，符合空氣動力學(xué)原理，是空分行業(yè)公認(rèn)設(shè)計方案。
吸附塔的壓緊裝置采用優(yōu)質(zhì)耐用椰墊，使分子篩免受沖擊和粉化，確保碳分子篩使用十年以上。
C．氣動及控制系統(tǒng)：制氮主機(jī)的控制采用三級控制，既PLC控制先導(dǎo)電磁閥，先導(dǎo)電磁閥控制氣動閥，氣動閥控制整個吸附流程。
D．氮氣緩沖罐：收集由吸附塔產(chǎn)出的氮氣，在吸附塔交替工作時起穩(wěn)壓作用，為用氣工作面提供連續(xù)穩(wěn)定的成品氮氣。
E．氮分儀及流量計：連續(xù)監(jiān)控制氮裝置的氮氣純度及產(chǎn)氣量。其中選用了可在線監(jiān)控的氮氣分析儀，保證了氮氣安全輸送。
4.電控系統(tǒng)
是PSA制氮裝置的大腦，控制整個制氮裝置的運(yùn)行，能夠顯示氮氣瞬時流量、累計流量和氮氣純度。如用戶需要可攜帶通訊模塊將采集的氮氣流量、壓力、純度信號，通過通訊接口輸出到用戶計算機(jī)上。