变压吸附制氮解决方案,
1，PSA原理简介
1.1变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）是一种先进的气体分离技术，它在当今世界的现场供气方面具有不可替代的地位。
1.2PSA技术具有以下优点：
产品纯度可以随流量的变化进行调节；
在低压和常压下工作，安全节能；
设备简单，维护简便
微机控制，全自动无人操作。
1.3关于吸附剂
吸附剂是PSA制氮设备的核心部分。一般地，PSA制氮设备选择的是碳分子筛，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附。
1.4变压吸附的原理
在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，则吸附量越小。如下图所示：
如上所述，在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。
变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。
2，变压吸附技术的背景介绍
早在1960年，Skarstrom提出了PSA专利，他以5A分子筛为吸附剂用一个二床PSA装置，实现从空气中分离出富氧，并于60年代投入工业生产。
1970年，PSA技术在工业应用取得了突破性的进展，最先应用于空气干燥与净化。
1976年，PSA技术随着吸附剂的快速发展实现了从空气中分离氮气。
RICH公司自1979年从美国引进PSA技术开始，便一直致力于PSA技术的研究、创新和发展，并首先在国内使该项技术产业化。RICH公司在20余年的设备生产和市场推广过程中，已拥有1000多套的PSA设备，在国内各行业投入了工业运行。
RICH已成为中国PSA行业的第一品牌。
3、RICH氮气设备的特点及功能简介
3.1RICH氮气设备积累了RICH公司20多年的工业市场应用经验，具有以下特点：
所需气源流量仅为同类产品的70%～80%，运行成本最低；
系统设计合理，运行可靠，使用安全。
3.2 RICH设备系统功能
阀门切换由可编程序控制器自动控制；
氮气纯度、流量监测；
不合格氮气声光报警及自动排空；
不合格氮气长时排空自动停机功能；
冷干机、过滤器自动排污；
成品氮气出口压力、纯度、流量就地显示；
成品氮气出口压力、纯度、流量端口与用户DCS端口相连；
通过人机界面实现自动远程监测功能，在控制室内通过工控机人机界面直接监测空压机、冷干机、变压吸附制氮装置的工作状态、程控阀们的工作状态、整个工艺流程示意图、气源压力、吸附压力、成品氮气出口压力、成品氮气纯度、流量，并对以上数据进行授权修改，通过程序设置对以上数据进行调阅、查看历史记录；
4、RICH氮气设备的工艺流程简要说明
4.1产品气技术指标：
氮气流量： 1000m3/h（20℃，101.325kPa）
氮气纯度：≥ 99.99% (无氧含量)
氧含量：≤ 100PPm
露点：≤ -45 ℃
出口压力： 0.6 Mpa
4.2系统组成
由RICH公司设计的氮气设备主要由以下部件组成:
空气压缩机
空气贮罐
压缩空气净化组件
PSA氧氮分离系统
氮气缓冲罐
现场监测系统
4.3系统流程图
4.4各部件说明
4.4.1空气压缩机
结合贵方提供的参数，选择压缩机有以下两种方式
采用四台单级压缩微油螺杆压缩机，电机采用三相异步电机，防护等级IP55，绝缘等级F 及，380V电源，采用水冷冷却方式，为变压吸附装置提供压缩气源。
采用单台离心式压缩机，电机采用三相异步电机，防护等级IP55，绝缘等级F及，6000V 或10000V电源，采用水冷冷却方式，为变压吸附装置提供压缩气源。
我们建议采用第二种解决方案，其优点是设备数量少，维护费用低廉，需要更换的易损件最少，可靠性稳定性相对要高许多！并且，电耗最低！同时，压缩空气不含油份，后置设备的过滤器滤芯更换频率会大大减少！
4.4.2压缩空气净化组件
压缩空气经冷冻干燥机除水、过滤器除尘、除油，并由在紧随其后的超精过滤器进行深度净化。设计严谨的空气净化组件确保了碳分子筛的使用寿命。经本组件处理后的部分洁净空气用于仪表空气。
4.4.3空气储罐
压缩空气经净化组件除尘、除水、除油后进入空气储罐中。
空气储罐的作用是：减小气流脉动，起缓冲作用；进一步分离油水杂质，减轻后续变压吸附压力变化及瞬间进气量大时对分子筛的油污染，并保证提供平稳洁净的气源。
4.4.4氮氧分离系统
装有专用碳分子筛的吸附塔共有A、B、C、D四只。当洁净的压缩空气进入A、B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、C塔内的碳分子筛吸附饱和。这时，A、C塔自动停止吸附，压缩空气流入B、D塔进行吸氧产氮，并对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PLC来控制。
我公司给贵方提供的是节能型碳分子筛制氮机，节能型碳分子筛制氮机采用了不等势均压流程，而传统型碳分子筛制氮机采用等势均压流程。所谓等势均压是分别在吸附塔底部和顶部设一对均压阀门，在吸附结束时，两塔进出口阀关闭，均压阀打开，气体分别从吸附塔的进出口通过均压阀均压到解吸塔。均压的好处有两个：一是减少气体对分子筛的冲击，二是提高压缩空气利用率，等势均压的结果是均压后两塔压力与氮气纯度一致，因其均压位置在同一高度，故称为等势均压。节能型碳分子筛制氮机采用不等势均压流程，不等势均压对下均压位置作了改进。均压时均压气体从吸附结束的吸附塔中部引出进入脱附结束的吸附塔的底部，这样将氮气纯度较高的气体从吸附塔均压到解吸塔，均压的结果是提高了解吸塔的氮气浓度，因此提高氮气回收率。同时降低了解吸塔内碳分子筛对氧气的预吸附，提高了碳分子筛的利用率，即提高碳分子筛的产氮率。
不等势均压流程比等势均压流程更加合理、科学、成熟、其直接效果是氮气回收率提高，产气量上升，间接效果是节约能耗。
另外，我公司现采用产气率，产氮率更高的分子筛，可使设备更加小型化，同时节约能耗更加明显。
当出气端氮气纯度小于设定值时，PLC可编程序控制器打开自动放空阀门，将不合格氮气自动放空，确保不合格氮气不流向用户，并对放空氮气进行消声使噪声小于85dBA。
4.4.5氮气缓冲罐
氮气缓冲罐用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和氧含量，保证连续稳定供给氮气。
4.4.6在氮气设备的出气端设置了粉尘过滤器，确保为用户提供干净无尘的氮气。
5、设计依据
5.1 设备运行所处环境条件：
A,环境温度：最大40℃，最小-5℃
B,相对湿度：最大85%，最小60%
C,大气压力：86～106kPa
D,制氮机工作场所的空气应洁净、无油雾，无腐蚀性气体，通风良好。
5.2 设计基准：
a,进口压力：正常1.0Mpa，
b,进气温度：≤ 40℃
c,相对湿度：最大85%，最小60%
d,大气压力：86～106kPa
e,出气氮气温度：周围温度
f,出气压力：0.6Mpa
g,氮气纯度:≥99.99%(无氧含量)
h,出气氮气流量:1000Nm3/hr
I,常压露点：＜-45℃
5.3如用户有特殊要求，可依据用户提供数据重新设计。
6、供货范围
本公司设计的氮气设备的各部件都经过了仔细的筛选，以保证其可靠性：
6.2 压缩空气净化装置
备注：压缩空气经该装置以后，尘埃粒径≤0.01цm，油含量≤0.001mg/m3
6.4氧氮分离装置
6.5 远程监测系统
6.7 工艺管件
RICH公司负责压缩空气净化组件出口到缓冲罐成品氮气出口界区内所有管件、法兰盘、螺钉、螺帽、密封圈、支架等配备，供方负责外接配对法兰及连接件。
注：RICH公司保留对机组内具体细节进行改动的权利，只要这种改动对最终设计有利。7、控制系统
7.1 阀门切换过程自动控制
变压吸附的一个工作周期包括吸附、均压、脱附、均压四个工作过程，为了保证连续供气，一般采用双塔流程。变压吸附的一个工作周期约为120s，变压吸附氮气设备的控制系统的核心是采用了可编程序控制器（PLC），利用已编好并存入PLC中的程序，控制电磁阀按相应的时序进行动作，从而控制氮氧分离系统中的相应的气动阀的启闭。
气动阀动作时序表 (开：1关：0)
7.2 不合格氮气排空系统
变压吸附氮气设备的出气口有一取样管路，氮气分析仪从设备开机起就在线监测出口氮气的纯度指标。在氮气分析仪上可以设定好氮气纯度允许的下限值，当出口氮气纯度低于设定的下限值时，氮气分析仪就会送出控制信号分别到PLC和电磁阀，相应的电磁阀得电后开始动作，关闭用户管路出气阀并同时打开不合格氮气排空阀门，实现自动排空。
当纯度恢复到设定的下限值以上时，电磁阀失电，用户管路出气阀打开，并同时关闭不合格氮气排空阀，氮气送入用户点。
在氮气不合格排空的同时，PLC也在计时，当不合格氮气排空的时间超过设定值时，PLC会自动关闭整机，等待故障处理。
7.3 碳位报警系统
变压吸附氮气为了保障氮气设备的长期稳定的运行，设置了气缸压紧装置。并同时在控制系统中设置了二次碳位报警。
第一次碳位报警是当气缸的行程达到设定值1时，在控制柜的面板上的蜂鸣器会发出刺耳的声音，提醒你在工艺允许的情况下，及早添加分子筛。如果工艺不允许停机，你可以按消音键后继续使用氮气设备。
当气缸的行程到达设定值2时，氮气设备的控制系统会自动停机以保护分子筛。
7.4 参数智能修改、显示
通过工控机实现自动远程监测显示功能，在控制室内通过工控机人机界面数字化监测显示空压机、冷干机、变压吸附制氮装置的工作状态、程控阀们的工作状态、整个工艺流程示意图、气源压力、吸附压力、成品氮气出口压力、成品氮气纯度、流量，并对以上数据进行授权修改，通过程序设置对以上数据进行调阅、查看历史记录；
同时，在用户DCS系统上，对成品氮气的流量、纯度、压力、等参数进行远程监测。
8、CMS压紧技术
在变压吸附设备中，由于分子筛是颗粒状的物质，在装填过程中，不可能装填的绝对结实。而吸附塔在运行过程，在气流的作用，分子筛存在着下沉的可能。在现今的压紧装置中，一般有气缸压紧、弹簧压紧（有的用椰子壳垫压紧也属此类压紧机构）和气囊压紧三种结构。我公司采用的是气缸压紧，气缸压紧的优点是：
A、压紧力F=PS与吸附压力和气缸的活塞面积有关，与其它因素无关，而在变压吸附过程中，吸附压力是一定的，活塞面积在制造完成以后固定了，因此气缸压紧的压紧力是不随行程的改变而改变的。
B、气缸的行程是可以在外界测量或感应的，可以预先设置报警点。
C、气缸的所需气体直接取自吸附塔，可以随时与吸附塔同步工作。
弹簧压紧的压紧力F=K（X0-X），它的压紧力与行程是成反比的，也就是说，对于弹簧压紧机构，它必须要找出两点，（分子筛的抗压强度与压紧分子筛的最小压力），然后再根据这两点来选择弹簧的刚度和初压缩量、行程，稍有出入，就有可能出现分子筛被压碎或压不紧的问题。但弹簧压缩时的行程也可以实现自动控制。
气囊压紧，一般用于无法采用气缸或弹簧的场合，它有很大的缺点：
1、气囊的工作状态无法监测，
2、气囊本身的材质老化；但相比较起前两种压紧装置，它有一个很大的优点，就是压紧机构的形状可以是不规则的，适用一些特殊的场合。
我公司采用的气缸由气缸体、活塞、传动杆、导杆及报警装置等组成，如图所示
9、制造检测标准
PSA系统在设计、制造、安装、检验、试验过程中遵循以下标准规范：
9.1、GB150-1998《钢制压力容器标准》
9.2、《气体分离与液化设备行业标准汇编》
9.3、《气体生产适用法规与标准》
9.4、JB/T6427-2001《吸附制氧、制氮设备》
9.5、JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
9.6、《中华人民共和国标准化法》
9.7、《中华人民共和国标准化法实施条例》
9.8、Q/WKF 001-2003《节能型碳分子筛制氮机》
9.9、Q/WKF 009-2003《管道式气动调节阀》
9.10、GB 191-2000 《包装储运图示标志》
9.11、GB 3864-1996 《工业用气态氮》
9.12、GB 4980-1986 《容积式压缩机噪声功率级的测定-工程法》9.13、GB 5226.1-2002 《机械安全机械电气设备通用技术条件》9.14、 GB/T 583.2-1986 《气体中微量水份的测定露点法》
9.15、GB 6286-1986 《分子筛堆积密度测定方法》
9.16、GB 9969.1-1998 《工业产品使用说明书总则》
9.17、GB/T 13306-1991 《标牌》
9.18、 GB/T 13384-1992 《机电产品包装通用技术条件》
9.19、GB/T 14436-1993 《工业产品保证文件总则》
9.20、JB/T 4711-2003 《压力容器涂敷与运输包装》
9.22、《压力容器安全技术监察规程》
9.23、HG20592～20635-97 《钢制管法兰、垫片、紧固件》
9.24、GB10504-89 GB10505.1~10505.4-89《3A分子筛及其试验方法》9.25、JB/T8058-96《空气分离设备用活性氧化铝验收技术条件》
9.26、GB/T12496.1-1999《木质活性炭实验方法》
9.27、GB/T 1527-1997《铜及铜合金拉制管》
9.28、GB/T11618-1999《钢管接头》
9.29、GB/T 14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》
9.30、GB707-88《热轧普通槽钢》
9.31、GB9787-88《热轧等边角钢》
9.32、GB709-88《热轧钢板和钢带》
9.33、GB12459-90《钢制对焊无缝管件》
9.34、GB/T5781-2002《六角头螺栓-全螺纹-C级》
9.35、GB/T41-86《I型六角螺母-C级》
9.36、GB/T70.1-2000《内六角圆柱头螺钉》
9.37、GB3289-92《可锻管路连接件》
9.38、HG/T 21577-94《快速特种管接头》
9.39、GB/T95-85《平垫圈-C级》
9.40、GB/T853-88《槽钢用方斜垫圈》
9.41、GB/T93-87《标准型弹簧垫圈>>
9.42、GB/T10002.2-2003《给水用硬聚氯乙烯PVC-U管材》
9.43、GB50275-1998《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》
9.44、JB/T 6844-93《金属浮子流量计》
9.45、JJG365-1998《电化学电极气体氧分析器国家计量检定规程》
9.46、GB 12244-89《减压阀一般要求》
9.47、JB/T9081-1999《空气分离设备用低温截止阀和节流阀技术条件》
9.48、GB 12235-89《通用阀门法兰连接钢制截止阀和升降式止回阀》
9.49、QJ1142-1987《气体单向阀通用技术要求》
9.50、JB/T 7928-1999《通用阀门供货要求》
9.51、GB12241-89《安全阀一般要求》
9.52、GB12242-89《安全阀性能试验方法》
9.53、JB/T 17895《工业过程控制系统用电磁阀》
9.54、GB1227-2002《精密压力表》
9.55、JB/T 6900—93《排污阀》
9.56、JB/T7376-1994《空气减压阀技术条件》
9.57、JB/7375-1994《气动油雾器技术条件》
9.58、JB/T7374-1994《空气过滤器技术条件》
9.59、GB/T13277-91《一般用压缩空气质量等级》
9.60、GB／T14525－94《波纹金属软管通用技术条件》
9.61、GB5330-85《常用工业用金属丝编织方孔筛网》
9.62、GB9119-88《板式平焊钢制管法兰（凸面）》
9.63、QJ1142-1987《气体单向阀通用技术要求》
10、其它检验要求
10.1、卖方应在发货前对设备的有关内在和外观质量、规格、性能、数量和重量进行准确的和全面的检验，并出具其货物符合本合同规定的质量证书。该证书将作为提交给买方付款单据的组成部分，但不应视为是对质量、规格、性能、数量的最终质量确认。买方对采购设备将进行出厂前或货物装运前检查，卖方应提前将检验内容和日程安排通知买方，经买方同意后按双方商定的时间、人员进行检验，相关费用由各自承担。买方参加上述检验并不能解
除卖方对供货质量应负的责任。
10.2、设备在抵达交货地点后，应由买卖双方会同有关部门到现场检验到货设备的数量、外观质量等。如发现短缺、破坏或与合同规定的数量、型号等不符，根据确认的记录及相关部门出具的证明，卖方必须进行补充、修理或更换。如上述补充、修理或更换系因卖方过失造成的，则卖方应承担由此而导致的损失。
10.3、卖方应自行承担参加验收的卖方人员的所有费用。
10.4、在本合同规定的质量保证期内，如发现货物的质量或规格与本合同规定不符，或证明货物有缺陷，包括潜在的缺陷或使用不合适的原材料或器件等，买方应申请有关部门检验，并有权根据检验证书及质量保证条款向卖方提出索赔。
10.5、设备的最终质量验收按技术附件执行。
11、供方的设计范围
供方负责的整个制氮机组的设计包括下列内容：
A、工艺设计；
B、机械设计；
C、设备布置设计；
D、配管设计；
E、控制系统选型及控制系统设计
F、电气设备的控制、联锁设计；
12、资料交付（技术文件）
按照买方的要求分期分批提供以下四类图纸和资料（所有图纸、资料要求为S.I.单位）： A类：报价用图纸和资料。投标者应提供5份用×表示的所有项目资料。
B类：审查用图纸和资料。合同签定后1周，卖方应提供5份用×表示的所有项目资料和图纸。
C类：最终图纸和资料。合同签定后4周，卖方应提供8份用×表示的所有项目资料和图纸和资料的底图。
13、使用安装现场要求
a、安装现场应清洁、平整，吊车或叉车容易到达并进行安装，无需另做基础。
b、安装现场环境温度为-5～40℃，相对湿度35～80% 。
c、安装现场周围空气应干净、无油雾、无腐蚀性气体，通风良好。
d、买受方根据出卖方提供的安装指导，进行安装。
14、技术要求的相关说明
PSA设备：压缩空气净化组件固定在滑动平台上，两只吸附塔固定在平台上。
15、质量保证
15.1卖方应保证其提供的货物是全新、未使用过的，采用的是合格材料和先进的工艺，并在各个方面符合本合同规定的质量、规格和性能的要求。卖方保证所提供的货物经过正确安装、合理操作和维护保养，在货物寿命期内运转良好。
15.2在规定的质量保证期内，卖方应对由于设计、工艺或材料的缺陷而造成的任何缺陷或
故障负责。出现上述情况，卖方应在24小时内给予响应并到达现场，在收到买方通知后，免费负责修理或更换有缺陷的零部件或整机。
15.3卖方所提供的货物的技术规格应与技术附件技术规格规定的标准相一致或优于技术附件的技术规格。若技术规格中无相应规定，货物则应符合相应的国家标准或其原厂家最新颁布的相应的正式标准。
15.4卖方须保障买方在使用其货物、接受服务及其任何部分不受第三方关于侵犯专利权、商标权或工业设计权的指控。任何第三方如果提出侵权指控，卖方须与第三方交涉并承担由此而引起的一切法律责任和费用。
15.5卖方保证所提供的成套设备为本厂生产，不得转包给其它同类设备生产厂家。
16、服务保证
16.1设备保修期
质量保证期为调试验收合格签字之日起12个月,或货物到达现场后18个月，二者以先期届满为止。
16.2现场调试
达到合同技术指标。
16.3现场操作、维修人员的培训
a) 操作人员能熟练操作设备；
b) 维修人员需掌握设备的日常维护和维修工作。
16.4用户走访
c) 在保修期内不少于一次；
d) 检查设备运行状况，给用户提供合理化建议。
16.5故障排除
e) 接到用户设备出现故障的信息后，当日给用户明确答复；
f) 在24小时内到达用户现场，检修设备保证用户正常使用。
16.6其它服务
g) 建立电脑用户档案，协助用户进行设备管理；
h) 定期提醒用户更换易损件，检查设备及注意事项；
i) 定期进行产品使用跟踪服务调查及售后服务意见征询；
j) 设置售后服务专栏记录。
17、交货工期、地点
具体根据买方总体工期要求，买方将提前另行书面通知。交货地点为买方现场车上交货。
18、包装、运输
18.1卖方所提供的货物均为货物出厂时原包装。
18.2 卖方所提供的货物在装卸、运输和仓储过程中有足够的包装保护，防止货物受潮、受冻、生锈、腐蚀、受到冲撞以及其他不可预见的损坏。
18.3 设备各零星部件必须按照生产厂标准和相关规定进行包装，对设备的加工面、密封必
须采用软性包装材料包扎，防止出现磨损和机械划痕。
18.4涂层在应用环境下不应发生物理和化学衰变。
18.5设备必须按照生产厂标准和相关规定进行包装，对设备的加工面、非加工面进行除锈防腐处理。
18.6应采用有防潮防震措施供货。
18.7卖方所提供的货物内必须附有操作使用说明文件、维护保养说明文件、技术图纸、检验报告和合格证、详细的装箱清单，主机、附件、各种零部件和消耗品，有清楚的与装箱清单相对应的名称和编号。在包装箱中必须附有本合同中所要求的所有文件和资料。
18.8 货物运输中的运输费用和保险费用均由卖方承担。运输过程中的一切损伤、损坏均由卖方负责。
18.9运输方式:汽车运输。
19、铭牌
设备制造完毕后，在醒目位置设置铭牌，铭牌内容形式符合相关标准的规定，以中、英文书写。
20、需方负责提供设备所需的: 电、压缩空气、水和设备安装场所,并必须满足以下要求:
22、业绩说明22、预算报价
说明：如果采用四台单级压缩微油螺杆压缩机，压缩机单台价格为：万元
23、保密条款
双方均有义务对提供的技术方案及资料进行保密，不得在未经对方许可的情况下传递给第三方。
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
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 制氮机，是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。 根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以分为三种。 制氮机是按变压吸附技术设计、制造的氮气设备。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，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，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。 中文名制氮机 含义制取氮气的机械组合 工作原理利用碳分子筛的吸附特性 主要分类深冷空分，膜空分，碳分子筛空分、 1工作原理 1. ? PSA变压吸附制氮原理 2. ?深冷空分制氮原理 3. ?膜空分制氮原理 2主要分类 1. ?深冷空分制氮 2. ?分子筛空分制氮 3. ?膜空分制氮 3设备特点 4系统用途 5技术参数 工作原理 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。
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）。
PSA变压吸附制氮机原理 杭州辰睿空分设备制造有限公司生产的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。 1、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，辰睿空分气体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。 2、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。 3、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
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。
实友化工（扬州）有限公司 PSA制氮不合格应急预案 编制： 审核： 批准： 实友化工（扬州）有限公司 二○○九年七月
目录 1 目的 2 适用范围 3 PSA制氮不合格处置 4 应急终止
PSA制氮不合格应急预案 一、目的 为了更加有效地处置PSA制氮系统氮气不合格造成管网压力波动,保证氮气管网维持一定氮气压力,确保装置稳定运行,特制定本预案。 二、适用范围 本预案适用于公用工程PSA制氮系统一旦发生氮气不合格，即可能对生产装置稳定运行安全构成威胁的壮况。 三、PSA制氮系统氮气不合格的处置 1、报告程序： 报告流程：发现者报告当班班长----当班班长报告值班长和装置长----装置组织处置 2、应急处置 2.1正常处置 一旦发现PSA制氮系统氮气不合格，立即通过调度协调，关闭一些关键点进入泄漏现场进行处理时，应注意安全防护，甲醇有较强的毒 性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮 肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力，救 援人员必须身穿防护工作服、佩戴空气呼吸器、防毒面罩等必要的防护 器具，不要直接接触泄漏物，特别注意对眼睛的防护。应急处理时严 禁单独行动，要有监护人。 2.2受伤人员的救护 在应急处置方案实施过程中，坚持“以人为本”的指导思想。应急救援人员必须佩戴空气呼吸器迅速进人现场危险区，沿逆风方向将患者 转移至空气新鲜处，保持患者呼吸道通畅，根据受伤情况进行现场急救， 并拨打医院急救电话120，直至医务救援人员赶到，视实际情况迅速将 受伤、中毒人员送往医院抢救。 2.3现场隔离 泄漏危险化学品是易燃易爆，应严禁火种、切断电源、禁止车辆进入，设定隔离区，封闭事故现场 2.4控制泄漏源 2.4.1管线发生泄漏： 2.4.1.1甲醇在收料时发生泄漏,参照公司?油气管线泄漏应急预案 ?,进行处理 2.4.1.2付装置甲醇管线发生泄漏时:首先立即联系调度通知装
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。
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，
我公司是专业设计、生产、销售PSA制氮机厂家，PSA制氮技术可广泛运用于石油化工产品保护、医药产品保护气、回流焊氮气保护、食品保鲜用、金属热处理的氧化保护、电炉炼钢、电子产品焊接防氧化、煤矿防爆、新型材料、航空航天等行业和领域。 一、工作原理 TAN系列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。 经过净化干燥的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压脱 附。由于动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮， 在吸附未达到平衡时，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。 然后减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等其它杂质，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程序自动控制，使两塔交替循环工作，以实现连 续生产高品质氮气之目的。 二、技术指标
三、工艺流程 空气压缩部分：空气压缩机、空气储罐； 空气净化部分：高效除油器、精密过滤器、冷冻式干燥机、活性炭过滤器、空气缓冲罐；制氮主机部分：氮气吸附塔、氮气粉尘过滤器、PLC控制器、氮气储罐、蒸汽过滤器、除菌过滤器；以压缩空气作为原料和动力，通过变压吸附制取纯度为95%～99.9995%的高品质氮气；
四、技术特点 ☆高品质组件，成套系统更稳定。 ☆设备紧凑，占地面积小，PSA制氮系统可安装在同一底座上，组成一体化结构。 ☆采用PLC控制技术，并可根据氮气纯度进行调节，而且预留接口可与计算机远程联控。☆完善的流利设计，最优使用效果； ☆合理的内部构件，气流分布均匀，减轻气流高速冲击； ☆特有的分子筛保护措施，延长碳分子筛的使用寿命； ☆操作简便，运行稳定，自动化程度高，随停随用，可实无人运行； ☆自动联锁氮气排空装置，保证产品氮气质量； 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TAN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 1、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。
变压吸附（PSA）制氮技术原理及工艺基本知识 一、基础知识 1 氮气知识 1.1 氮气基本知识 氮气作为空气中含量最丰富的气休，取之不竭，用之不尽。氮气为双原子气体，组成氮分子的两个原子以共价三键相联系，结合得相当牢固，致使氮分子具有特殊的稳定性，在巳知的双原子气体中，氮气居榜首。氮的离解能(氮分子分解为原子时需要吸收的能量)为941.69kJ?moL-1。氮的化学性质不活泼，在一般状态下表现为很大的惰性。在高温下，氮能与某些金属或非金属化合生成氮化物，并能直接与氧和氢化合。在常温、常压下，氮是无色、无味、无毒、不燃、不爆的气体，使用上很安全。 在常压下，把氮气冷至-196℃将变成无色、透明、易于流动的液氮。液氮将凝结成雪花状的固体物质。 氮气是窒息性气体，能致生命体于死亡。 氮气(N 2)在空气中的含量为78.084%（空气中各种气休的容积组分为：N 2 ：78.084%、 O 2:20.9476%、氪气：0.9364%、CO 2 :0.0314%、其它还有H 2 、CH 4 、N 2 0、0 3 、S0 2 、N0 2 等， 但含量极少），分子量为28,沸点：－195.8℃, 冷凝点：－210℃。 1.2 氮气的用途 氮气的惰性和液氮的低温被广之用作保护气体和冷源。以氮气为基本成份的氮基气氛热处理，是为了节能和充分利用自然资源的一种新工艺新技术，它可节省有机原料消耗。氮还有“灵丹妙药”之称而受人青睐，它和人的日常生活密切相关。例如，氮气用于粮食防蛀贮藏时，粮库内充入氮气，蛀虫在36h内可全部因缺氧窒息而死，杀灭1万斤粮食害虫，约只需几角钱。若用磷化锌等剧海药品黑杀，每万斤粮食需耗药费100多元，而且污染粮食，影响人民健康。又如充氮贮存的苹果，8个月后仍香脆爽口，每斤苹果的保鲜费仅需几分钱。茶叶充氮包裝，1年后茶质新鲜，茶汤清澈明亮，滋味淳香。 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
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：
杭州辰睿空分设备制造有限公司专业提供化工行业专用制氮机，产量从5-3000Nm3/h，纯度从95%--99.999%的氮气，可广泛应用于化工、电子、纺织、煤炭、石油、天然气、医药、食品、玻璃、机械、粉未冶金、磁性材料等行业。 PSA变压吸附制氮机参数 氮气流量：5-3000Nm3/h 氮气纯度：95-99.999% 氮气压力：0-0.6Mpa 露点：≤-40℃（常压下） PSA变压吸附碳分子筛制氮机 一、PSA变压吸附碳分子筛制氮机工作原理 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。它是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。碳分子筛对氮和氧的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，较小直径的气体（氧气）扩散较快，较多进入分子筛固相。这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。 二、PSA变压吸附碳分子筛制氮机工艺流程 原料空气经空压机压缩后进入后级空气储罐，大部分油、液态水、灰尘附着于容器壁后流到罐底并定期从排污阀排出，一部分随气流进入到压缩空气净化系统。
空气净化系统由冷干机及三支精度不同的过滤器及一支除油器组成，通过冷冻除湿以及过滤器由粗到精地将压缩空气中的液态水、油、及尘埃过滤干净，使压缩空气压力露点降到2～10℃，含油量降至0.001PPm，尘埃过滤到0.01μm，保证了进入PSA制氮机原料气的洁净。 净化后的空气经过两路分别进入两个吸附塔,通过制氮机上气动阀门的自动切换进行交替吸附与解吸，这个过程将空气中的大部分氮与少部分氧进行分离，并将富氧空气排空。氮气在塔顶富集由管路输送到后级氮气储罐，并经流量计后进入用气点。 三、PSA变压吸附碳分子筛制氮机技术特点 1、原料空气取自自然，只需提供压缩空气和电源即可制氮气。设备能耗低，运行成本费用少。 2、氮气纯度调整方便，氮气纯度只受氮气排气量的影响，普通制氮纯度在95%－99.99%之间任意调节；高纯度制氮机可在99%－99.999%之间任意调节。 3、设备自动化程度高，产气快，可无人值守。启动、关机只需按一下按钮，开机10~15分钟内即可产氮气。 4、设备工艺流程简单，设备结构外形小，占地面积少，设备装置适应性强。 5、特殊气缸压紧装置，避免高压气流冲击导致分子筛粉化现象，行程超限时自动声光报警。 6、数显流量计带压力补偿、高精度的工业过程监控二次仪表，具有瞬时流量及累积计算的功能。（可选配） 7、进口分析仪在线检测，高精度，免维护。（可选配） 四、PSA变压吸附碳分子筛制氮机产品优势 经过多年的研发、试验与应用，我们在PSA制氮领域拥有多项独有的技术优势： 标准功能配置： 1、分子筛床层一次压紧报警、二次压紧自锁功能；
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，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。
PSA 变压吸附制氮和故障处理探讨 一、概述氮气是一种中性惰性气体，非活化状态下，氮气可作为保护气体用于防爆（惰化）或防止工作介质被氧化等场所，被广泛用于石油化工、天然气开采及加工、金属热处理、干燥和防腐保护等领域中。变压吸附制氮是近来发展起来的高效节能的新型气体分离技术。它利用空气作原料，在有电能的条件下制取氮气。国外PSA 工业制氮应用是在20 世纪80 年代初期，经过近30 多年研究开发，变压吸附装置在降低能耗、降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，得以广泛应用。 二、基本流程和配置根据氮气用量和使用要求，各装置的流程略有差异，但是基本流程和配置为：空气压缩机→储罐→管道过滤器→冷冻干燥机（或其他再生干燥塔）→（超）精过滤器→高效除油器→缓冲储罐→吸附塔A/B （两塔流程）→粉尘过滤器→氮气缓冲储罐→氮分析仪→用户。空气经压缩机压缩至0.8MPa，经空气储罐冷却至常温，再经管道过滤器油液分离进入冷冻式干燥机，流经精过滤器、超精过滤器和高效除油器除去油及液态水到达缓冲储罐，再进入碳分子筛吸附塔组成的变压吸附分离系统，压缩空气从容器底部进入后，空气中氧气、二氧化碳和水分被吸附剂选择吸附，其余组份（主要为氮气）则从出口端流出，经粉尘过滤器进入氮气缓冲罐，经氮气缓冲罐后作为产品氮气输出。之后，吸附塔经均压、减压至常压等过程，脱除所吸附的杂质组份，完成碳分子筛的再生。两吸附塔循环交替操作，连续送入空气，连续产出氮气。氮气经计量及氮气分析仪分析纯度达
标后进入氮气输送总管供使用。上述 过程，由PLC 控制系统自动控制。氮气纯度可高达99.99%，氮气压力基本设计在0.6MPa 左右。 三、变压吸附制氮与再生技术基本原理吸附剂是PSA 制氮设备的核心部分，变压吸附常使用碳分子筛（CMS），是一种非极性速度分离型吸附材料。常以煤为主要原料，纸张或焦油为粘结剂经过特殊加工而成活性碳，粒径平均为1.5nm，是一种半永久的吸附剂。分子筛在生产过程中添加磁性氧化铁，可大幅提高其吸附性能。CMS 充满微孔和空腔，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大的分子排斥在外，因而能把形状直径大小不同的分子、极性程度不同的分子、沸点不同的分子、饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。当气体与多孔的分子筛接触时，因分子筛表面分子与内部分子不同，具有剩余的表面自由力场或表面引力场，使气相中的可被吸附的氧分子碰撞到分子筛表面后，即被吸附。随着吸附的进行，吸附于表面的氧分子逐渐增加，吸附表面逐渐被氧分子覆盖，分子筛再吸附的能力下降，最终失去吸附能力，即达到吸附平衡；利用分子筛吸附剂对不同气体组分在吸附量、吸附速度（分子直径小的氧分子比分子直径稍大的氮分子在运动中的扩散速度要快十倍）、吸附力等方面的差异，以及吸附剂的吸附容量随压力的变化而变化，因此可在加压条件下完成混合气体的吸附分离过程，减低压力解吸所吸附的杂质组份，从而实现气体分离以及吸附剂的循环使用。变压吸附制氮技术，一般采用PSA 碳分子筛为吸附剂（岩
FDA 空分制氮机得操作规程 一、启动前得准备 （一）检查所有工作系统是否处于待开机状态（按FDA 空分制氮设备系统工艺流程图）。 1．所有阀门处于关闭待用状态。 2．所有电源关闭待用状态。 3．冷却水处于关闭待用状态。 4．所有设备外壳均应可靠接地。 （二）接通总电源。 1点动空压机启动按钮，并立即按停止按钮，以检查空压机主机转向是否正确并确认电源相位是否正确。（祥见压缩机操作手册） 2按动冷冻干燥机电源开关，确认压缩机正常工作后立即关闭电源．（祥见冷冻干燥机操作手册）． 3按动FDA 空分制氮机电源开关，确认控制柜中程序控制器正常转换后关闭电源． 二、 FDA 空分制氮设备操作规 1．系统操作规程： 参见附图二（ＦＤＡ空分制氮设备系统开机操作流程图）和附图四（ＦＤＡ空分制氮设备工艺流程图）． 2．开机程序 3．关机程序：
4．操作前的准备及启动 ａ．检测空气贮罐排空阀门V1应处于关闭状态。 ｂ.检测氮气贮罐排空阀排空阀门V2应处于关闭状态。 ｃ.打开消声器5的截止阀V5。 d.启动制氮机程序控制器。 e.按以下图表检查气动阀门工况，无误执行Ｆ步骤，否则安排故方法排除故障。 图:FDA空制氮上阀组示意图图:FDA空制氮下阀组示意图
表：FDA空分制氮机阀位工作程序表 f.打开空气贮罐出口总气源阀v3,制氮机进入工作状态． g．按下表检查本机工况无误执行步骤Ｈ，反之安排故方法排除故障． 表：FDA空分制氮机工况显示表 h.当吸附塔达吸附压力0.6～0.75MPa时，打开氮气贮槽入口阀门V6。 i.当氮气贮槽与吸附塔压力达到平衡时，打开流量计出口阀门V8。 j.打开氮气排空阀V9。 k.调节氮气出口减压阀J2 达用户使用压力，调节范围0.55～0.55MPa。 l.调节流量计出口阀门V8开度使流量达用户额定流量。 5.采样检测： 设备运行30分钟后检测氧含量． a.打开检测阀门CI,使流量达检测仪要求； b.调整测氧仪至零点； c.检测氮气含量0 2≤1%；