從細(xì)節(jié)把握變壓吸附制氮機(jī)選型的大方向。
變壓吸附(PSA)是一種以碳分子篩為吸附劑的先進(jìn)氣體分離技術(shù)，在當(dāng)今世界領(lǐng)域供氣中發(fā)揮著不可替代的作用，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在現(xiàn)有的數(shù)百家制氮企業(yè)中，如何選擇一臺(tái)性能良好的制氮機(jī)是眾多客戶(hù)面臨的首選問(wèn)題。一臺(tái)制氮機(jī)的選型涉及到很多問(wèn)題，但只要我們認(rèn)真分析、分析。
首先，在確定具體的型號(hào)和規(guī)格(即每小時(shí)氮?dú)猱a(chǎn)量、氮?dú)饧兌?、出口壓力、露點(diǎn)之前，應(yīng)綜合對(duì)比分析氮?dú)獍l(fā)生器的性能和特點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)其現(xiàn)有的環(huán)境條件進(jìn)行正確的選擇。
首先，從以下幾個(gè)方面對(duì)比分析氮?dú)獍l(fā)生器:
a)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性；
b)碳分子篩的填充技術(shù)和壓實(shí)方法；
c)控制閥的使用壽命；
D) R&D，制造體驗(yàn)和用戶(hù)表現(xiàn)；
二、影響制氮機(jī)成本的因素:
1)整個(gè)系統(tǒng)一次性投入；
2)分子篩的使用壽命；
3)使用過(guò)程中所需配件的使用壽命和成本；
4)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及電、水、壓縮空氣消耗；
三、影響制氮機(jī)穩(wěn)定性的因素:
制氮機(jī)是涉及機(jī)械、電氣、儀表一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，設(shè)備的穩(wěn)定性在長(zhǎng)期使用中尤為重要。從氮?dú)獍l(fā)生器的組成不難看出，穩(wěn)定性受以下兩點(diǎn)影響:
1.控制閥:
對(duì)于變壓吸附氮?dú)獍l(fā)生器，閥門(mén)必須具有以下特性:
a)材料性能好，絕對(duì)不漏氣；
b)收到控制信號(hào)后0.02秒內(nèi)完成開(kāi)或關(guān)動(dòng)作；
c)能承受頻繁的啟閉，保證足夠長(zhǎng)的使用壽命；
1.1、閥門(mén)故障根源。
正常使用條件下，每個(gè)程控閥門(mén)每循環(huán)必須開(kāi)、關(guān)一次(約120秒)，對(duì)于氮?dú)獍l(fā)生器按每年300個(gè)工作日計(jì)算，每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，吸附解吸循環(huán)4分鐘，因此每年每個(gè)閥門(mén)需要開(kāi)、關(guān)20萬(wàn)次以上。但是，只要其中一個(gè)閥門(mén)出現(xiàn)故障，就會(huì)影響整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，閥門(mén)的連續(xù)使用壽命是氮?dú)獍l(fā)生器穩(wěn)定性和可靠性的最重要環(huán)節(jié)。
2.碳分子篩是變壓氮?dú)獍l(fā)生器的核心；
2.1.碳分子篩的性能指標(biāo)；
A.硬度。
B.氮?dú)猱a(chǎn)量(Nm3/T-h)。
C.回收率(N2/空氣)%。
D.包裝密度。
以上指標(biāo)已由碳分子篩廠家在出廠時(shí)注明，但只能作為參考數(shù)據(jù)。如何最大限度地提高碳分子篩的效率，直接關(guān)系到各個(gè)制氮廠家的工藝流程和吸附塔的高徑比，保證分子篩的使用壽命至關(guān)重要:
2.2、碳分子篩裝填技術(shù):
將碳分子篩裝入吸附塔時(shí)，必須配備特殊的填料技術(shù)，否則容易被粉碎而導(dǎo)致失效。從工藝流程中我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓縮空氣從吸附塔底部高速進(jìn)入時(shí)，如果沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的氣體分布器，分子篩會(huì)受到氣流的強(qiáng)烈沖擊和摩擦，容易造成分子篩粉化。此外，分子篩不可能絕對(duì)緊密地填充到吸附塔中。使用一段時(shí)間后，分子篩之間的間隙減小，下沉緩慢。如果沒(méi)有分子篩自動(dòng)裝填裝置和壓制裝置，吸附塔上部會(huì)有明顯的空隙。當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入吸附塔下部時(shí)，分子篩在氣流的沖擊力下會(huì)在短時(shí)間內(nèi)快速移動(dòng)，使分子篩相互碰撞，與吸附塔壁摩擦碰撞，容易使分子篩粉碎失效。
2.3.空氣中油和水對(duì)分子篩的影響；
由于空氣中含有一定量的水和油蒸氣，油蒸氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)后，未經(jīng)嚴(yán)格的空氣凈化處理，很容易被碳分子篩吸附，難以脫附，充滿了分子篩的孔徑，導(dǎo)致分子篩“中毒”失效。因此，在壓縮空氣進(jìn)入吸附塔之前，需要設(shè)置嚴(yán)格的空氣凈化裝置，以保證分子篩的使用壽命。雖然對(duì)水分子篩不致命，但會(huì)增加分子篩的吸附負(fù)荷，即影響其吸附O2和CO2的能力。因此，用壓縮空氣干燥除水是提高分子篩吸附能力和穩(wěn)定性不可忽視的問(wèn)題。
3.方案分析。
針對(duì)上述問(wèn)題，薩普進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)，為此對(duì)整個(gè)制氮系統(tǒng)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)和布置。整個(gè)制氮裝置包括以下幾個(gè)部分。
3.1系統(tǒng)流程圖。
空氣壓縮機(jī)。
空氣壓縮機(jī)是提供氣源的主要部分，壓縮空氣首先被引入壓縮空氣凈化模塊以除去水和油，然后進(jìn)入空氣凈化模塊。
空氣凈化裝置。
空氣凈化模塊由高效過(guò)濾器、冷凍干燥機(jī)、精細(xì)過(guò)濾器、超細(xì)過(guò)濾器和催化劑脫油器等組成。壓縮空氣進(jìn)入管道過(guò)濾器，去除大于1微米的顆粒和大部分水分，以保證冷凍干燥機(jī)和后級(jí)過(guò)濾器的正常使用。被凍干機(jī)強(qiáng)制冷卻至5℃左右，使空氣中的水蒸氣凝結(jié)成水，經(jīng)布水過(guò)濾器分離過(guò)濾后由排污閥排出，使壓縮空氣露點(diǎn)達(dá)到-10℃。過(guò)濾精度> 0.001μ m，殘余油霧在除油器中被活性炭吸附，使?jié)崈舻膲嚎s空氣通過(guò)管道進(jìn)入氮氧分離系統(tǒng)，保證了分子的長(zhǎng)壽命。
3.1.3儲(chǔ)氣罐組件。
儲(chǔ)氣罐的作用是保證系統(tǒng)內(nèi)空氣的順利使用，減少氣流的脈動(dòng)，起到緩沖作用，從而降低系統(tǒng)的壓力波動(dòng)，使壓縮空氣順利通過(guò)壓縮空氣凈化系統(tǒng)，從而充分去除油水雜質(zhì)，降低后續(xù)PSA氧氮分離裝置的負(fù)荷。同時(shí)，在氧氮分離系統(tǒng)進(jìn)行周期性工作切換時(shí)，也為氧氮分離系統(tǒng)提供了短時(shí)間內(nèi)快速升壓所需的大量壓縮空氣，使吸附塔內(nèi)的吸附壓力快速上升至工作壓力，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
3.1.4氧氮分離系統(tǒng)。
氧分離系統(tǒng)是制氮機(jī)的核心部分，由兩個(gè)吸附塔、壓縮裝置、程控閥門(mén)等組成。我院采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口閥門(mén)，無(wú)泄漏使用壽命超過(guò)300萬(wàn)次，為整套設(shè)備提供可靠的性能保證。
氮?dú)饩彌_罐。
氮?dú)饩彌_罐主要由緩沖罐、濾塵器、流量計(jì)、調(diào)壓閥、節(jié)流閥等組成。，為現(xiàn)場(chǎng)用戶(hù)提供穩(wěn)定的氮源?？偨Y(jié):通過(guò)以上方案分析，我們可以對(duì)制氮機(jī)的結(jié)構(gòu)和組成有一定的了解，但對(duì)于不同的環(huán)境條件和不同的工藝條件，設(shè)備配置會(huì)有一定的選擇性。
