制氮机工作原理

工作原理与工艺流程



工作原理：碳分子筛是一种以煤或果壳为原料经特殊加工而成的黑色颗粒。其表面布满了无数的微孔。碳分子筛分离空气的原理，取决于空气中氧分子和氮分子在碳分子筛微孔中的不同扩散速度，或不同的吸附力或两种效应同时起作用。在吸附平衡条件下，碳分子筛对氧、氮分子吸附量接近。但在吸附动力学条件下，氧分子扩散到分子筛微孔隙中速度比氮分子扩散速度快得多。因此，通过适当的控制，在远离平衡条件的时间内，使氧分子吸附于碳分子筛的固相中，而氮分子则在气相中得到富集。同时，碳分子筛吸附氧分子的容量，因其分压升高而*，因其分压下降而减少。这样，碳分子筛在加压时吸附氧分子使氮分子得到富集，减压时解吸出氧分子排到空气中，如此反复循环操作，达到分离空气的目的。简称PSA制氮。



工艺流程简介：（参看工艺流程图）

本装置按工艺流程划分：可分为空气源净化处理部分;变压吸附制氮部分;缓冲罐部分等三部分。

ж空气源净化处理部分：由冷冻干燥机（或冷却器）,****除油器S,多级过滤器,空气缓冲罐等组成。由无油压缩机压缩的空气（含油量≤0.01mg/m3,压力≥0.65Mpa）经过滤器分离滤除杂质,然后进入冷冻干燥机（或冷却器）进行冷冻干燥除水。（冷冻干燥机设有自动排水器能自动排出大量的水份。）然后进入****除油器除去微量油分。经以上处理后的压缩空气是洁净的无油干燥空气贮于空气缓冲罐中。

ж变压吸附制氮部分（又称组件），由吸附罐A、B及相关管路阀门组成。

干燥的空气进入A或B罐时，空气中氧气和二氧化碳被分子筛吸附，从吸附塔顶输出的是工业粗氮，经过滤器F2源源不断贮存在氮气缓冲罐C2中。A和B罐每隔1分种自动交换一次，一个工作，一个再生。再生时碳分子筛减压，解吸出氧的成分排放至大气中，形成循环操作（详见时序表）。整个工艺过程由一台电脑控制，8只气动阀完成。氮气分析仪在线检测出氮气中的氧含量。氮气经流量计和16#阀输出。

*缓冲罐部分：

本设备设有空气缓冲缸C1和氮气缓冲罐C2。

C1用于平衡系统空气压力，C2为保证氮气有一个连续稳定输出而设置的。11#为B组的回吹阀，出厂时已调好，请勿随意调整。








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PSA变压吸附制氮原理



碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力的升高而升高，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，故碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。这样，如果将吸附时间控制在1分钟以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，也就是说，吸附和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实现的，将时间控制的很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将时间控制在1分钟以内。



HANKESEN设备的特点：

（1）产氮气方便快捷：

****的技术，*的气流分布器，使气流分布更均匀，****地利用碳分子筛，20分钟左右即可提供合格的氮气。

（2）使用方便：

设备结构紧凑、整体撬装，占地小无需基建，少，现场只需连接电源即可制取氮气。

（3）比其它供氮方式更经济：

PSA工艺是一种简便的制氮方法，以空气为原料，能耗仅为空压机所消耗的电能，具有运行成本低、能耗低、*等优点。

（4）机电一体化设计实现自动化运行：

进口PLC控制全自动运行，氮气流量压力纯度可调并连续显示，可实现无人值守。

（5）运用范围广：

金属热处理过程的保护气，化学工业生产用气及各类储罐、管道的充氮净化，橡胶、塑料制品的生产用气，食品行业排氧保鲜包装，饮料行业净化和覆盖气，医药行业充氮包装及容器的充氮排氧，电子行业电子元件及半导体生产过程的保护气等。纯度、流量、压力稳定可调，满足不同客户的需要。

技术指标：

流量：5-1000Nm3/h

纯度：95%-99.9995%

：≤-40℃

压力：≤0.8Mpa可调



HANKESEN设备的用途：

石油*行业*制氮机适用于大陆石油及*开采、沿海及深海石油及*开采中的氮气保护、输送、覆盖、置换、抢险、维修、注氮采油等领域。具有安全性高、适应强、连续性生产待特点。

化工行业*制氮机适用于石油化工、煤化工、盐化工、*化工、精细化工、新材料等及其衍伸化工产品加工行业，氮气主要用于覆盖、吹扫、置换、清洗、压力输送、化学反应搅动、化纤生产保护、充氮保护等领域。

冶金行业*制氮机适用于热处理、光亮退火、保护加热、粉末冶金、铜材铝材加工、磁性材料烧结、*加工、轴承生产等领域。具有纯度高、连续生产、部分工艺要求氮气含一定量的氢以增加光亮度等特点。

橡胶轮胎行业*制氮机适用于橡胶及轮胎生产硫化过程中的氮气保护、成型等领域。特别是在全钢子午线轮胎生产中，用氮气硫化新工艺已逐步取代蒸汽硫化工艺。具有氮气纯度高、连续性生产、氮气压力较高等特点。

食品行业*制氮机适用于粮食绿色仓储、食品充氮包装、蔬菜保鲜、酒类封（罐）装和保存等。

型制氮机适用于化工、石油*等对设备有要求的场所。

制药行业*制氮机主要用于药品生产、储存、封装、包装等领域。

电子行业*制氮机适用于半导体生产封装、电子元器件生产、LED、LCD液晶显示器、锂电池生产等领域。制氮机具有纯度高、体积小、噪声低、能耗低等特点。

集装箱式制氮机适用于石油、*、化工及其它相关领域，即有适应性强、可移动作业等特点。

车载移动式制氮车适用于石油*行业的开采、管道吹扫、置换、应急抢险、*气体、液体的稀释等领域、分为低压、中压、高压系列，具有机动性强、可移动作业等特点。

汽车轮胎冲氮氮气机，主要用于汽车4S店、汽车维修厂的汽车轮胎冲氮，可延长轮胎使用寿命，降低噪音和油耗。





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