PSA制氮机工作原理及工艺流程
一、基础知识
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：N2：78.084%、O2：20.9476%、氩气：0.9364%、CO2：0.0314%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：-195.8℃，冷凝点：-210℃。
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0.75~0.9MPa，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。
二、PSA制氮工作原理：
变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，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
碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、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O2、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，O2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，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。
由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值），所以O2、N2扩散速率的差别使O2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，从而连续产出高纯度的产品氮气。
三、PSA制氮基本工艺流程
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2~3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，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三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。三个二位五通先导电磁阀分别控制左吸、均压、右吸状态。左吸、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，三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状态。
PSA制氮机简介 碳分子筛变压吸附(简称:PSA)制氮装置，是一种新型的空气分离的高新技术设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用变压吸附流程制取氮气。在常温常压下，利用空气中的氧和氮在碳分子筛表面的吸附量的差异及氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同,通过可编程序控制器控制气动阀的启闭，实现加压吸附、减压脱附的过程，完成氧、氮分离，得到所需纯度氮气，氮气的纯度和产气量可按照客户要求调节。本公司生产的DFD系列普氮型制氮装置，氮气纯度为95%--99.999%，产气量为1Nm3 /h--3000Nm3 /h。 如果客户要求高纯度的氮气，则可以在DFD制氮装置后面配套我公司生产的加氢或加碳脱氧系列氮气纯化装置，纯度可以达到99.9999%，露点达到-70°C，氧含量为1ppm的高纯氮气。 PSA制氮机的特点 、成本低：PSA先进工艺是一种简便的制氮方法，开机后几分钟产生氮气，能耗低，氮气成本远远低于深冷法空分制氮和市场上的液氮。 2、性能可靠：进口微电脑控制，全自动操作，无需要特别训练的操作人员，只需按下启动开关，就可自动运转，达到连续供气。 3、氮气纯度稳定：完全由仪表监控、显示，确保所需氮气纯度。 4、选用优质进口分子筛：具有吸附容量大，抗压性能强，使用寿命长等特点。 5、高品质的控制阀门：优质的进口专用气动阀门可以保证制氮设备可靠地运转。 6、雄厚的技术力量和优良的售后服务：现场安装只需管道和电源，专业技术人员指导和定期回访，从而保证设备稳定可靠、长期运行。 PSA制氮机的应用领域 一．SMT行业应用
充氮回流焊及波峰焊，用氮气可有效抑止焊锡的氧化,提高焊接润湿性，加快润湿速度减少锡球的产生，避免桥接，减少焊接缺陷，得到较好的焊接质量。使用氮气纯度大于99.99或99.9%。 二．半导体硅行业应用 半导体和集成电路制造过程的气氛保护，清洗，化学品回收等。 三．半导体封装行业应用 用氮气封装、烧结、退火、还原、储存。维通变压吸附制氮机协助业类各大厂家在竞争中赢得先机，实现了有效的价值提升。 四．电子元器件行业应用 用氮气选择性焊接、吹扫和封装。科学的氮气惰性保护已经被证明是成功生产高品质电子元器件一个必不可少的重要环节。 五．化工、新材料行业行业应用 用氮气在化工工艺中创建无氧气氛，提高生产工艺的安全性，流体输送动力源等。石油：可应用于系统中管道容器等的氮气吹扫，储罐充氮、置换、检漏，可燃性气体保护，也应用于柴油加氢和催化重整。 六．粉末冶金，金属加工行业，热处理行业应用 钢、铁、铜、铝制品退火、炭化，高温炉窑保护，金属部件的低温装配和等离子切割等。 七.食品、医药行业行业应用 主要应用于食品包装、食品保鲜、食品储存、食品干燥和灭菌、医药包装、医药置换气、医药输送气氛等。 八.其他使用领域 制氮机除了使用在以上行业以外，在煤矿、注塑、钎焊、轮胎充氮橡、橡胶硫化等众多领域也得到广泛使用。随着科技的进步和社会的发展，氮气装置
太原晋西春雷铜业有限公司 5万吨高精度铜板带生产线制氮机 设备招标文件 招标编号:AAAAAAAA 太原晋西春雷铜业有限公司 2011-07-05
制氮机招标技术方案 一、招标要求： 1.卖方必须仔细阅读招标文件的全部条款，并作出明确响应。 2.招标文件中带“*”号的条款及要求，卖方必须满足，若有一项不满足 将导致废标。 3.投标报价： 3.1 对设备进行分项报价，按设备分别提供《投标货物数量、价格表》。 3.2投标报价为含税价，其中包括设计、制造、运输、安装、调试、培训及服务等。 3.3 卖方递交文本投标文件的同时，需提供与投标文件内容一致的光盘或U盘一个。 二、设备规格名称及数量 设备名称：变压吸附制氮机 规格及数量：420 Nm3/h、99.5%，3台3台380 Nm3/h氮气纯化装置。 用途：为退火炉和气垫炉等生产设备提供生产用高纯保护气体氮气，制氮机两用一备，氮气纯化装置两用一备。 三、工厂条件： 温度：—8℃～+39℃ 海拔高度：+800m 电源：低压AC 380V±10% 三相 控制电压AC 220V±10% 单相 频率：50Hz±2% 四、技术指标及要求： 1．制取氮气要求指标： 最大用量：Nm3 /h
平均用量：Nm3 /h 纯度：≥99.999% 氧含量：O2≤5ppm 露点： D.P.≤-60℃(常压) 压力：0.3-0.5MPa 2．技术要求及说明： （1）卖方完整地提供装置（包括所有的辅助设备等），并对整个装置的质量完全地负责。 （2）卖方提供设备的概略布置，所需的面积、操作和检修的安全通道。 （3）卖方完整提供装置的气体系统，从压缩空气进口到成品氮气出口，包括所有的设备、管道、阀门和管件，并提供分子筛的名称、产地及装填量。 （4）满足制氮装置要求的前置或后置空气过滤、净化系统等。 （5）电机防护等级 IP55 ，电机绝缘等级 F，非防爆区域。 （6）在最恶劣运行工况下，装置能连续地安全地满负荷运行。装置的负荷调节范围50%～100%。 （7）在正常操作条件下，连续运行时间须保证≥8000 小时。 （8）装置稳定运行，十年运行期间，保证产品氮气流量，纯度稳定不变。 （9）完整的仪控系统成套配备。（包括各套变压吸附制氮装置配置 PLC、在线连续氮中氧分析仪）各套变压吸附制氮装置分别设置 PLC控制系统，可集中并联运行，也可单套装置独立运行，DCS控制室显示运行参数。 （10）制氮机阀门使用德国宝德或德国盖米，氧分析仪采用德国进口探头。 （11）系统配置自动氮气纯化装置，加氢脱氧使用 506HT钯触媒，干燥器自动切换。 五、供货范围及方式 1．供货范围 （1）填写供货范围表。投标方在投标文件中详细列出设备及控制系统的主要部件名称、材料、技术参数、制造厂、单价、数量。供货范围表详见附表1。招标人有权在设备制作过程中不定期到供货单位监制，对卖方设备制作质量、进度监
PSA制氮机工作原理及工艺流程 一、基础知识 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：N2：78.084%、O2：20.9476%、氩气：0.9364%、CO2：0.0314%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：-195.8℃，冷凝点：-210℃。 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0.75~0.9MPa，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。 二、PSA制氮工作原理： 变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，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 碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、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O2、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，O2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，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。 由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值），所以O2、N2扩散速率的差别使O2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，从而连续产出高纯度的产品氮气。 三、PSA制氮基本工艺流程 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2~3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，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三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。三个二位五通先导电磁阀分别控制左吸、均压、右吸状态。左吸、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，三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
PSA制氮机 使用说明书 北京海恩康科技有限公司
目录 一、简介 二、主要技术参数 三、工作原理与工艺流程 四、运输与安装 五、使用与操作 六、安全使用及注意事项 七、日常维护与保养 八、常见故障与分析 九、附图及附表 1、工艺流程图 2、电控原理图 3、外形图 4、流量计修正值表
一、简介 该设备是根据PSA变压吸附原理，利用碳分子筛独特的性能，从空气中分离出廉价的氮气。 该设备具有流程简单、结构紧凑、占地面积小、操作简便、随开随用、制氮成本低、安全可靠、耗电少、氮气纯度可调，产气压力高等显著特点，是一种理想的利用空气为原料制取氮气的空分设备。随着科学的进步及经济的发展，氮气的用途日益广泛，它在冶金、热处理、石油化工、食品、保鲜、医药工业、电子等诸多行业是必不可少的重要的保护气源之一。 二、主要技术参数 设备规格型号：PSA-490-5 1、产气量： 5 Nm3/h 2、氮气纯度：99.9-99.99 % 3、含氧量：≤0.5 % 4、气体露点：-40 ℃ 5、进出气口压差：≤0.1Mpa 6、吸附罐解吸方式：常压解吸 7、出口压力：≥0.5 Mpa 8、进口压力：≥0.8 Mpa 9、设备安装条件： ①环境：温度5-35℃相对湿度＜75% ②电源：AC220V 50HZ 功率：制氮机：0.3 KW ③耗气量： 5 Nm3/min 含油量≤3mg/m3，温度＜40℃，压力0.8 Mpa 三、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
制氮机工作原理 制氮机是根据变压吸附原理，采用高品质的碳分子筛作为吸附剂，在一定的压力下，从空气中制取氮气。经过纯化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压脱附。由于空气动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先吸附，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。然后经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等杂质，实现再生。一般在系统中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，另一塔脱附再生，通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭，使两塔交替循环，以实现连续生产高品质氮气之目的。整套系统由以下部件组成：压缩空气净化组件、空气储罐、氧氮分离装置、氮气缓冲罐。 一、压缩空气净化组件空气压缩机提供的压缩空气首先通入压缩空气净化组件中，压缩空气先由管道过滤器除去大部分的油、水、尘，再经冷冻干燥机进一步除水、精过滤器除油、除尘，并由在紧随其后的超精过滤器进行深度净化。根据系统工况，特别设计了一套压缩空气除油器，用来防止可能出现的微量油渗透，为碳分子筛提供充分保护。设计严谨的空气。净化组件确保了碳分子筛的使用寿命。经本组件处理后的洁净空气可用于仪表空气。 二、空气储罐 空气储罐的作用是：降低气流脉动，起缓冲作用；从而减小系统压力波动，使压缩空气平稳地通过压缩空气净化组件，以便充分除去油水杂质，减轻后续PSA氧氮分离装置的负荷。同时在吸附塔进行工作切换时，它也为PSA氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。 三、氧氮分离装置装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B两只。当洁净的压缩空气进入A塔入口端经碳分子筛向出口端流动时，O2、CO2和H2O被其吸附，产品氮气由吸附塔出口端流出。经一段时间后，A塔内的碳分子筛吸附饱和。这时，A塔自动停止吸附，压缩空气流入B塔进行吸氧产氮，对并A塔分子筛进行再生。分子筛的再生是通过将吸附塔迅速下降至常压脱除已吸附的O2、CO2和H2O来实现的。两塔交替进行吸附和再生，完成氧氮分离，连续输出氮气。上述过程均由可编程序控制器（PLC）来控制。当出气端氮气纯度大小设定值时，PLC程序作用，自动放空阀门打开，将不合格氮气自动放空，确保不合格氮气不流向用气点。气体放空时利用消声使噪声小于75dBA。 四、氮气缓冲罐
深冷制氮的工艺流程说明 ---- 深冷空气分离技术 深度冷冻法分离空气是将空气液化后，再利用氧、氮的沸点不同将它们分离。即，造成气、液浓度的差异这一性质，来分离空气的一种方法。因此必须了解气、混合物的一些基本特征：气-液相平衡时浓度间的关系：液态空气蒸发和冷凝的过程及精馏塔的精馏过程。 1. 空气的汽-液相的平衡，物质的聚集状态有气态、液态、固态。每种聚集态内部，具有相同的物理性质和化学性质并完全均匀的部分，称为相。空气在塔内的分离，一般情况下，物料精馏是在汽、液两相进行的。空气中氧和氮占到99.04%，因此，可近似地把空气当作氧和氮的二元混合物。当二元混合物为液态时，叫二元溶液。 氧、氮可以任意比例混合，构成不同浓度的气体混合物及溶液。把氧、氮溶液置于一封闭容器中，在溶液上方也和纯物质一样会产生蒸汽，该蒸汽是由氧、氮蒸汽组成的气态的相混合物。对于氧氮二元溶液当达到汽液平衡时，它的饱和温度不但和压力有关，而且和氧、氮的浓度有关。当压力为1at时，含氮为0%，2%，10%的溶液的沸点列于表1-5。从表可知，随着溶液中低沸点组分（氮）的增加，溶液的组和温度降低，这是氧-氮二元溶液的一个重要特性。 空气中含氩0.93%，其沸点又介于氧、氮之间。 在空气分离的过程中，氩对精馏的影响较大，特别是在制取高纯氧、氮产品时，必须考虑氩的影响。 一般在较精确的计算中，又将空气看作氧-氩-氮三元混合物，其浓度为氧20.95%，氩0.93%，氮78.09（按容积）。 三元系的汽液平衡关系，可根据实验数据表示在相平衡图上。确定三元系的汽液平衡状态时，必须给定三个独立参数，除给定温度、压力外，需再细定一个组分浓度（气相或液相）平衡状态才能确定。 2. 压力-浓度图和温度-浓度图在工业生产中，气液平衡一般在某一不变条件下进行的。在温度一定时可得如图1-13所示的压力-浓度的关系图（P-X图）。
变压吸附（ＰＳＡ）制氮机工作原理 １．概述 变压吸附法属于物理方法净化气体，原理是利用吸附剂对不同气体的吸附特性使气体净化、变压吸附的操作循环是在二个不同压力条件下进行，在高压下吸附混合气体中的杂质，低压下解吸，这中间没有温度变化，因此过程不需要热量，与其它需要供热的方法相比设备装置比较简单，但变压吸附的缺点是放空与吹净时有效气体的损失大． ２．变压吸附制氮装置工作原理 变压吸附制氮装置，是一种新型的空气分离设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用变压吸附流程，在常温低压下，利用空气中的氧气和氮气在碳分子筛中的扩散速率不同，把氧气和氮气加以分离． ３．工艺流程 变压吸了会制氮装置工艺流程是用在常温下变压吸附法．变压吸附为无热源的吸附分离过程，碳分子筛对吸附组分（主要是氧分子）的吸附容量因其分压升高而增加，因其分压的下降而减少．这样，碳分子筛在加压时吸附，减压时解吸，放出被吸附的部分，使碳分子筛再生，形成循环操作． 变压吸附过程，循环过程包括：吸附、均压、降压、释放、冲洗、然后再充压、吸 变压吸附制氮装置工艺流程图 工作原理 空压机产生高压空气（0.６MＰa－0.８MＰa）经过空气储气罐缓冲—→Ｃ级过滤器（主要过滤压缩空气中的水分）—→冷干机干燥除水—→Ｔ级过滤器（主要过滤压缩空气中的水和油）—→Ａ级过滤
器（主要过滤压缩空气中的油）—→活性碳过滤器（过滤油）—→吸附塔１（进入吸附塔的压缩空气是经ＰＬＣ编程器控制1、2、3、4、5、6、7、8、9气动阀的关、闭来实现气体的流向、吸附塔的加压吸附、减压解吸的过程）—→吸附塔2—→氮气储气罐—→流量计—→仓房
文件编号：TP-AR-L9752 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 制氮机安装安全技术措 施正式样本
制氮机安装安全技术措施正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、工程简况： 为满足矿井安全生产需要，现需要新增加一套制氮设备，特制定以下安全技术措施。 二、设备安装时间： 20xx年3月26日－20xx年4月2日 三、安装人员： 戴小张施工安装负责人 四、安装要求 （一）施工方法及安装技术要求 1、作业前安装技术人员首先对安装场地进行测量，并制定基准标高、设备安装平面高度及活动板房
安装具体尺寸。对测量基准点及测量安装范围安装平面高度用明显颜色作标记。 2、根据测量定出的安全位置，进行制氮机设备安装及活动板房安装。 3、制氮设备安装：各设备沿活动板房墙面布置。空压机、冷干机应放在上风口或通风良好的地方，空压机与冷干机之间的安装距离应尽可能大一些，二者之间的管路也尽可能长一些，以利于通过大气环境降低压缩空气温度。各设备之间安装间距至少大于0.6米，各设备与墙之间的距离至少大于0.8米，设备的操作面应面向操作人员便于操作的方位，以便于操作人员、设备维护人员的操作、维护及检修。 4、金属软管连接：严禁金属软管扭曲连接，尽可能使金属软管位于同一平面上。
KHN39-1000型制氮机操作标准手册 一、目的 为提高公司内制氮机操作人员数量，发现问题能够及时解决，保证各车间能够正常使用，延长制氮机使用寿命，特制订本标准操作手册。 二、适用范围 公司内车间设备员、负责人，公共系统监管人员。 三、术语解释 KHN39-1000型PSA制氮机：KHN型变压吸附氮气设备采用优质碳分子筛为吸附剂，利用PSA（全称PRESSURE SWING ADSORPTION）变压吸附原理，直接从压缩空气中获取氮气。氮气流量可达到10-2000Nm3/h，氮气纯度95~99.999%。在一定压力下，由于动力学效应，氧、氮在碳分子筛上的扩散速率差异较大，短时间内氧分子被碳分子筛大量吸附，氮分子气相富集，达到氧氮分离的目的。由于碳分子筛对氧的吸附容量随压力的不同而有明显的差异，降低压力即可解吸碳分子筛吸附的氧分子，以便碳分子筛再生，得到重复循环使用。 制氮系统有两只吸附塔，吸附塔中填充碳分子筛，一塔吸附氧，制取氮气，另一只塔解吸再生，排出上次吸附在碳分子筛表面的氧，每次吸附时间为58（预设）秒，切换前两只吸附塔同时均压，使压力相等，然后切换吸附塔，如此循环交替，连续产生高品质氮气。 空气压缩机 制氮机Array净化设备
空气压缩机 净化设备正面 净化设备背面 制氮机 工艺流程图 四、基本流程 控制面 板简介 制氮机开机前准备 制氮机的开、停机 制氮机的维护保养 油气分离器 活性炭过滤器 精密过滤器 除油过滤器 微热再生器 制氮机吸附筒 空气压缩机
五、工作指导 （一）制氮机控制面板简介 1、纯度报警指示灯：此灯亮时设备正在产出不合格氮气。（设备刚开机时有半小时左右氮气不合格但纯度有所上升属正常现象）。 2、合格氮气指示灯：此灯亮时说明设备氮气合格，并往管网内输送合格氮气。 3、启动/停止旋钮：当把本地/远程旋钮旋至“本地”时，旋至启动后，氮气设备启动，旋至停止则氮气设备停止。 4、本地/远程旋钮：旋至本地时为本地控制状态，旋至远程则为远程控制状态。 5、手动/自动排空功能：开机时旋转至“自动”，当氮气浓度达到99%以上时，旋转至“手动。 6、氮气分析仪：显示出口成品氮气瞬时纯度。 7、气缸报警指示灯：此灯亮时说明氮气筒内分子筛不足，需要补充分子筛。 8、触摸屏：显示氮气流量纯度、设备进出口压力、故障信息、故障报警、在线修改设备运行参数及维护提醒等功能。 氮气分析仪 触摸屏 合格氮气指示灯 气缸报警指示灯 本地/远程旋钮 手动/自动排空功能 纯度报警指示灯 启动/停止旋钮
中空纤维膜制氮系统工艺流程描述 概述 该套设备包括空气压缩机、空气缓冲罐（或冷冻式干燥机）和中空纤维膜制氮机三部分，下面逐一描述各个部分的功能和作用。 一、空气压缩机 该设备主要用来提供压缩空气源，根据我公司膜分离制氮机的技术要求，压缩空气的压力在12bar—13bar时氮气的回收效率最高，故需选用最大出口压力为12bar—13bar的空气压缩机。 二、空气缓冲罐（或冷冻式干燥机） 该设备的主要作用是用来缓冲来自空压机的压缩空气的压力，同时可以除去压缩空气中的部分油水，以减轻后面膜制氮机内部的三级过滤器的负载。一般来说，如果周围环境湿度很大时（如南方沿海地区）需选用冷冻式干燥机，否则选择空气缓冲罐就足够了。 三、中空纤维膜制氮机 该设备本身带有三级过滤装置、温度控制装置、在线式氧分析仪和电器控制装置，下面分别描述各个装置的功能。 A、三级过滤装置 1、粗过滤器 用于去除3um以上的固态与液态颗粒，使经过处理后的气体的气溶油含量小于5ppm w/w。 2、精细过滤器 进一步去除1 um以上的包括水、油气溶胶的颗粒，提供最大油含量小于1 ppm w/w的气体。 3、高效过滤器 用于滤除0.01um和更大的固态和液态颗粒，99.99+%油雾；残留油含量为 0.01ppm w/w。 B、PLC智能控制装置 包括温度控制显示、在线氧浓度分析显示、电器元件控制、产品气控制等。 空压机空气缓冲罐过滤器加热器膜组 （或冷干机） 中空纤维膜制氮机工艺流程简图
C、中空纤维膜组件描述 PRISM?中空纤维膜是利用某些高分子聚合物对不同气体透过速率不同的特性，选用适合的高分子材料制成中空纤维，在膜内外压差作用下实现对空气的氮氧分离，从而得到我们所需要的氮气。 中空纤维膜分离器就象一个列管式换热器，成千上万根中空纤维丝被封装在钢制容器中。在丝束的一端，中空纤维丝的中心孔都是敞开的。丝束间缝隙用环氧树脂来密封。压缩空气进入膜组，水蒸气、氧气等的渗透速率大，我们称之无“快气”，很快透过膜壁，被富集在低压外侧；氮气、氩气等的渗透速率小，我们称之为“慢气”，被富集在高压内侧，从而实现氮氧分离的目的。 由于中空纤维膜实现了对空气的选择性分离，从而使得空气分离变得简单、可靠、灵活。 1、简单：使用中空纤维膜制氮机，将有一定压力和温度的空气输入膜组一 端，从膜组的另一端即可得到氮气。用户可根据自己的需要来调整出口氮气的纯度（由95%-99.9%），简单易行；每根膜组具有一定的产气量，根据不同的气量需求选择不同的膜组数，如需增大气量，只需增加膜组数即可。简单的另一方面表现在操作维护上，任何一个工人在经过短期培训后即可维护设备，对使用者的素质要求较低。 2、可靠：整套系统在运行中除去空压机外没有任何移动部件，制氮机在静 态下运行，因此几乎不需要维修。对于选定出口氮气纯度，只要进气口压缩空气稳定，氮气纯度就不会发生任何变化。 3、灵活：整套膜制氮装置体积小、重量轻，可根据用户要求制成固定式、 移动式，无需基建投资，操作简单，纯度可调。
压缩空气增加微热再生吸附式干燥机 技 术 方 案
关于贵公司所用压缩空气含水量大的问题我公司建议贵公司加装微热再生吸附式干燥机一台。贵公司现在空压站一站有7台17立方米的空压机，正常使用为6用一备，加起来用气量就是102立方米，所以建议加装一台110立方飞微热吸附式干燥机。型号为WXF-100Y。 公司简介 杭州临安欧迈克动力设备有限公司是一家专业从事研究、开发、设计、制造、销售气体净化设备、气体分离设备和气体纯化设备的高科技企业。公司位于风景秀丽的国际级旅游区天目山麓；座落在浙江省临安市於潜工业园区；占地面积1万多平方米，标准厂房5千多平方米。公司拥有一批专业科技人员和国内先进的检测设施，确保产品质量的稳定性和可靠性。产品性能和质量管理通过中国质量技术监督局检测审核，荣获中国质量技术监督局颁发的《工业产品生产许可证》,并同时通过了ISO9001-2008质量体系管理认证。
公司主要生产的冷冻式压缩空气干燥器、吸附式压缩空气干燥器、冷水机、冷干机、吸干机、工业除湿机、PSA制氧机、PSA制氮机和氮气纯化装置、膜制氧制氮设备、压缩空气过滤器及滤芯等系列产品；广泛应用于机械、冶金、化工、化纤、电子、电缆、医药、医院、电讯、仪表、轻工、纺织、橡胶、塑料、喷涂、吹塑、食品、运输、造纸、电力等各行各业。用户遍布全国各地，并出口海外。卓越的性能、优异的品质；倡导“想用户所想，急用户所急”的人性化服务理念；赢得了新老用户的一致好评。放眼世界，展望未来，欧迈克豪情满怀；继往开来，承前启后，欧迈克与时俱进；欧迈克愿与新老用户携手并进，共铸辉煌！ 公司生产许可证
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,未吸附的氮气穿过吸附床,经过左吸出气阀、氮气产出阀进入氮气储罐,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2-3秒。均压结束后,压缩空气经过空气进气阀、右吸进阀进入右吸附塔,压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附,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60秒。同时左吸附塔中的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。它与解吸是用时进行的。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。
一:开机步骤 1:打开冷干机的电源,预冷2-3分钟。 2:开启空压机,压缩空气经冷干机和过滤器处理后进入制氮机的空气缓冲罐,各压力表指示逐渐上升。 3:当空气缓冲罐的压力达到空压机设定的最高压力时,打开电控柜上的电源开关,既可进入正常的工作状态。 4打开放空阀等到纯度达到工艺要求后,关闭放空阀门待氮气储罐压力达到0.6Mpa,打开通往后级用气的阀，缓慢打供气阀,这时可观察倒流量计浮子上升,开度的流量示值要小于额定流量,流量控制为设备性能所要求值以内。 二:停机步骤 1:关闭制氮机的电源开关。 2:关闭冷干机的电源开关。。 3：关闭空压机的电源。 4:关闭进入制氮机的压缩空气阀门。 5:若长期不用时将系统各设备电源切断。 6:关闭氮气供气阀门,其他阀门不用关闭。若长期不用时才将各阀门关闭。 三:故障紧急停车步骤 1: 关闭制氮机的电源开关。 2:关闭流量计下的阀门。
分子筛制氮机原理及条件 一、分子筛制氮机的原理 磐安恒远制氮机有限公司生产的分子筛制氮机是利用分子筛变压吸附原理（PSA）从空气中分离制取氮气。分子筛对空气中的氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面上的扩散速率不同。直径较小的气体分子（O2）扩散速率较快，较多的进入分子筛微孔。直径较大的气体分子（N2）扩散速率较慢，进入分子筛微孔较少，这样在气相中可以得到氮的富集成分。因此，利用分子筛对氧和氮在某一时间内吸附量的差别这一特性，由全自动控制系统按特定可编程序施以加压吸附，常压解析的循环过程，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。 二、分子筛制氮机控制的条件 1、空气压缩纯化过程 纯原料空气进入分子筛吸附塔，是非常必要的，因为颗粒及有机气体进入吸附塔会堵塞碳分子筛的微孔，并逐渐使碳分子筛的分离性能降低。纯化原料空气的方法有：1、使空压机的进气口远离有、油雾、有机气体的场所；2、通过冷干机、吸附剂净化系统等，最后经处理后的原料空气进入碳分子筛吸附塔。 2、产品氮气的浓度和产气量 分子筛制取氮气，其N2浓度和产气量可根据用户的需要进行任意调节，在产气时间及操作压力确定时，调低产气量，N2浓度将提高，反之，N2浓度则下降。用户可根据实际需要调节。
3、均压时间 分子筛制氮过程，当一个吸附塔吸附结束时，可将此吸附塔内的有压气体从上下两个方向注入另一个已再生好的吸附塔中，并使两塔气体压力相同，此一过程称为吸附塔的均压，选择适当的均压时间，即可回收能量，也可以减缓吸附塔内的分子筛受到冲击，从而达到延长碳分子筛的使用寿命。参考阀门的切换速度一般选择均压时间为1-3秒。 4、产气时间 根据分子筛对氧和氮的吸扩散速率不同，其吸附O2在短时间内就达到平衡，此时，N2的吸附量很少，较短的产气时间，可有效的提高碳分子筛的产气率，但同时也增加了阀门的动作频率，因此阀门的性能也很重要。一般选择吸附时间为30-120秒。小型高纯制氮机推荐使用短的产气时间，大型低浓度推荐使用长的产气时间。 5、操作压力 分子筛在动力学效应的同时，又具有平衡吸附效应，吸附质分压高，吸附容量也高，因此加压器吸附是有利的，但吸附压力太高，对空压机的造型要求也增高，另外常压再生与真空再生两个流程对吸附压力要求也不同，综合各项因素，建议常压再生流程的吸附压力选为5-8kg/cm2为宜；真空再生流程的吸附压力选择为3-5Kg/cm2为宜。 6、使用温度 作为吸附剂选择较低的吸附温度有利于碳分子筛性能的发挥，制氮机工艺在有条件的情况下，采取降低吸附温度是有利的。
制氮机主要技术指标 氮气产量（Nm3/h）400 氮气纯度（%）：97 出口压力(Mpa)： 1.1 起动时间(min) ：10 装机容量(KW)：190 外形尺寸：(3.0×1.1×1.4)×3 平板车数量： 3 冷却水量：20t/h 碳分子筛制氮机参数 孙家湾矿 氮气产量（Nm3/h）每台600，两台共1200 氮气纯度（%）98 出口压力(Mpa) 0.5～0.65 起动时间(min) 30 装机容量(KW) 230 五龙煤矿： 氮气产量（Nm3/h）每台800，两台共1600 氮气纯度（%）98 出口压力(Mpa) 0.65～0.75 起动时间(min) 30
装机容量(KW) 250 沿程磨擦阻力计算公式 ?H=9.8×10-6×Q2WL/KD5---------------（1） ?式中：H------管路沿程摩擦阻力损耗Pa； ?L------管路长度，m； ?W------氮气与空气的密度之比，为0.9672； ?Q------氮气流量，m3/h; ?D------氮气管内径，cm； ?K------管道系数，为0.1180Mpa(3寸管)。 ?②局部阻力取为沿程阻力的10% 输氮管路的管径是否满足输氮要求验算公式 ?D=145.7(Qmax/v) --------------② ?式中: Qmax---最大输氮流量，m3/min ?D---注氮管路最小直径，mm; ?v---管道内氮气允许流速，为20m/s 氮气防灭火参数 ?①氮气防火纯度：根据煤矿安全规程，采空区防火注氮的氮气纯度定为≥97%。 ?②氮气灭火纯度：根据重庆煤科院实验室考察，火区中明火在O2含量为3%时仍能阴燃，故注入火区中的氮气纯度应高，根据变压吸附制氮机不能制取高纯度氮气的特点，将灭火氮气
第一章总述 一、制氮机原理简介 变压吸附法（简称PSA）是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。变压吸附（PSA）制氮机是一种新型高科技设备,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,。本厂生产的PSA空分制氮设备广泛运用于石油化工、电炉炼钢、玻璃生产、造纸等行业和领域，设备运行稳定，安全可靠，深受广大用户的青睐。 三、制氮工作原理： 1、变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，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.其孔型分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。碳分子筛对O2、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，O2分子在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子扩散速率较慢。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。 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，从而连续产出高纯度的产品氮气。 四、制氮基本工艺流程： 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中间均压阀连通，
氨分解原理与制氮机原理 1、氨分解原理 氨分解装置以液氨为原料，经气化后将氨气加热到一定温度，在催化剂作用下，氨气分解成氢氮混合气体，液氨气化预热后进入装有催化剂的分解炉，在一定温度压力和催化剂的作用下分解，产生含氢75,、氮25,的混合气，氨分解的化学方程式如下:2NH3==3H2+N2-22080卡，在标准状况下， 1kg液氨完全分解能产生2.64Nm3氢氮混合气体。 2、氨分解设备特点 (1)省水省电: 氨分解设备不需要过程用水，有效节省水源，并利用分解气热能给氨气预热，达到省电目的。 (2)快速更换电阻丝: 氨分解设备电阻丝结构为抽插式，在不停气情况下可方便更换，只需几分钟就可换好，避免了其它结构需停炉冷却至少一天后拆炉更换。 (3)投资少使用方便: 工艺成熟，结构紧凑，整体撬装，占地小无需基建投资，操作简便，价格低廉，用于提取纯氢仍有很高的经济性，现场只需连接电源、气源即可制取氢气。 (4)运用范围广: 能够满足大部分氢气使用的需求，特别在以金属热处理、粉 末冶金、电子等主导领域中得到了广泛的应用。 (5)运行成本低: 投资少，液氨原料便宜，能耗低，效率高，运行成本低，是氮氢混合保护气氛最经济的来源。 1、制氮机原理
变压吸附制氮机(简称PSA制氮机)是按变压吸附技术设计、制造的氮气发生设备。制氮机以优质进口碳分子筛(CMS)为吸附剂，采用常温下变压吸附原理(PSA)分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联，由全自动控制系统按特定可编程序严格控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。 2、制氮机设备特点 (1)产氮气方便快捷: 先进的技术，独特的气流分布器，使气流分布更均匀，高效地利用碳分子筛，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，占地小无需基建投资，投资少，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、效率高等优点。 (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。 本文由攻防后备军团编辑 2011-6-22
制氮机集中自动化技术规范书-其他企业范 文 制氮机集中自动化技术规范书 项目名称：制氮机集中自动化 申报日期：2019年3月23日 技术要求及参数： 本项目为2019年度专项资金安全费用计划中所列项目。 1.系统实现目标 监控电脑安装在地面调度室和驱动机房，满足在监控电脑上监控到压风机系统、制氮机系统、储气罐、过滤器等设备的现场视频和数据参数及制氮系统参数，并且将数据传输至矿总监控中心实现监控中心监控制氮系统运行情况。能够实现自动根据现场工况实现自动开停设备。具备现场能够开停设备并且不影响设备参数的监视。 2.集控系统结构 在井下制氮现场设集中控制分站，实现集中控制空压机系统和制氮机系统并可实现地面上位机的远控。地面上位机留有与矿井综合自动化系统联网的工业以太网接口。 井下分站的PLC通过总线形式和空气压缩机及制氮机的控制PLC连接，采集空气压缩机系统及制氮机系统的工艺参数及
控制状态等信号，同时采集空气压缩机的排气温度、润滑油压、排气压力、分离前后压力，压缩空气储罐的流量、压力，制氮机和过滤器的压力、氧气，冷却器和过滤器及压宿空气储罐及制氮机及活性炭过滤器的电动阀门电磁阀开关位置故障状态，控制以上电动阀门电磁阀的位置。 在电脑和监控分站上建立中央控制画面，实现制氮系统的遥测遥控。同时系统能与矿井综合调度系统无缝连接，实现数据共享。具体为； a、能实现对2套空气压缩机及2套制氮系统的控制和监视，同时能够注氮流量的监控进行测量和控制。 b、组态画面能够同时监控空气压缩机及制氮系统等设备的各项参数。 c、能对空气压缩机及制氮系统附属设备（包括空压系统冷却器和过滤器、压宿空气储罐、变压吸附制氮机、活性炭过滤器等）进行集中监控； d、能够自动采集、显示空气压缩机及制氮系统运行参数； e、能够根据压力，流量、浓度等工况控制空气压缩机及制氮系统自动工作； f、能够根据检测到的油、风、电、气的信号判断系统工作情况，故障时能及时发出报警信号，并根据故障类型停机； g、
变压吸附制氮机的工作 原理及流程 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
PSA制氮机工作原理及工艺流程 一、基础知识 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%（空气中各种气体的容积组分为：N2：%、O2：%、氩气：%、CO2：%、其它还有H2、CH4、N2O、 O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：℃，冷凝点：-210℃。 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~，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。 二、PSA制氮工作原理： JY/CMS变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，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O2、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O2、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，O2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，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O2、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O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值），所以O2、N2扩散速率的差别使O2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，从而连续产出高纯度的产品氮气。 二、PSA制氮基本工艺流程：
QTD800/97变压吸附制氮装置 主要技术参数及要求 一、性能参数 1．使用环境： 1）. 海拔高度： <2000米 2）. 环境温度：—10℃—+40℃ 3）. 相对湿度：≤90% 4）. 噪音：≤70dB 5）. 供电电压：380V 50Hz 6）. 地震烈度： 7级 2．主要技术参数 1）．氮气流量： 800Nm3/h 2）．氮气纯度：≥97% 3）．氮气输出压力： 0-0.65MPa（可调） 4）．电功率： 210Kw(含空压机功率) 5）．工作方式： 24小时连续工作 6）. 冷却方式: 风冷 7）．制氮方式： PSA变压吸附式 二.PSA制氮设备组成 PSA制氮设备由压缩空气源、空气净化系统、PSA制氮系统组成。 1.压缩空气源 根据对氮气产量的输出压力及纯度，配备一台复盛公司生产的 200Kw螺杆式空压机为制氮机提供压缩空气源,空压机的参数如下: A．型号: SA200A B．排气量: 33.5m3/min C．排气压力: 0.85MPa D．功率: 200Kw E．重量： 4520Kg 2.空气净化系统 空气净化系统由WS级过滤器、冷冻式压缩空气干燥机、X1级过 滤器、XA级过滤器、XAA级过滤器及空气储罐组成,对压缩空气进行
除尘、除水、除油净化处理。精心的选择使得压缩空气经过净化后的 指标完全满足分子筛的使用要求，可使得设备长期运转正常，寿命达 到10年以上，又能保证使用方的设备运行维护成本降到最低。根据 空压机的排气量，各部件选择如下： 1).WS级过滤器 对压缩空气进行初步过滤，除油、除水，滤除大量液体、大颗粒 固体。带有压差指示器，指示更换滤芯的最佳时间，提高过滤器的利 用率，减少压降。还带有自动排污装置，可靠地排出积聚的杂物。 A．型号：WS800F B．处理气量： 48m3/min C．过滤精度： 3μm D．残油量： 5ppm E.除水率： 99% F.容器类别：Ⅰ类 2).冷冻式压缩空气干燥机 利用冷冻原理，对压缩空气进行预冷却，达到除去冷凝水的目的。 A. 型号： JAD-30F B. 处理气量： 35m3/min C. 入口温度：≤50 ℃ D．功率: 8Kw E. 冷却方式：风冷 3).X1级过滤器 对压缩空气进一步过滤，除油、除水。完全过滤1v以上的固态粒 子和液体微粒。带有压差指示器，指示更换滤芯的最佳时间，提高过 滤器的利用率，减少压降。还带有自动排污装置，可靠地排出积聚的 杂物。 A．型号： 0620FDI X1 B．处理气量： 37m3/min C．过滤精度： 1μm D．残油量： 1ppm 4).XA级过滤器