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PSA制氮技术及氮气纯化技术(制氮机及氮气纯化设备专题）作者：郑兆军制氮机一、PSA （PRESSURE SWING ADSORPTION ）变压吸附制氮机简介市场上目前的供氮方式主要有液氮、瓶装氮、现场制氮.综合三种供氮方式，现场制氮是目前最经济、高效、节能的的一种供氮方式.现场制氮适合于用气量在1000Nm3/h以下的用户.现场制氮的一种主要方式即是PSA变压吸附制氮机。
该制氮机具有经济、高效、运行成本低、适应性强、易于操作、安全方便等特点。
二、PSA变压吸附制氮机原理主要是基于碳分子筛对氧和氮的吸附速率不同，碳分子筛优先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。
碳分子筛本身具有加压时对氧的吸附容量增加，减压时对氧的吸附量减少的特性。
利用这种变压吸附的特性，实现氧气和氮气的分离，得到我们所需要的气体组分.由于吸附剂有一定的吸附容量，当吸附饱和时就需要再生，所以单吸附床的吸附是间歇式的，为保证连续供气，采用双吸附塔并联交替进行吸附,一塔工作一塔再生，连续产氮。
三、变压吸附制氮机主要使用领域1、冶金、金属加工行业通过变压吸附制氮机制取到纯度大于99。
5%的氮气，通过和氮气纯化设备的联合使用纯度大于99.9995%、露点低于-65℃的高品质氮气。
用于退火保护气氛、烧结保护气氛、氮化处理、洗炉及吹扫用气等.广泛应用于金属热处理、粉末冶金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。
2、化工、新材料行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于98%或所需要纯度的氮气.主要用于化工原料气、管道吹扫、气氛置换、保护气氛、产品输送等。
主要应用于化工、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、生物科技、中间体等行业。
3、食品、医药行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于98％或纯度为99。
9％的氮气。
通过除菌、除尘、除水等处理，得到高品质的氮气，满足该行业的特殊要求。
主要应用于食品包装、食品保鲜、医药包装、医药置换气、医药输送气氛。
psa 制氮机技术指标PSA制氮机是一种通过压力摩擦吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）技术来制取高纯度氮气的设备。
它具有高效、节能、环保的特点，在许多工业领域得到了广泛应用。
本文将对PSA制氮机的技术指标进行详细介绍。
我们来了解一下PSA制氮机的基本工作原理。
PSA制氮机主要由吸附塔、压缩机、冷却器、电气控制系统等组成。
其工作过程包括吸附、脱附、排放和再生四个步骤。
在吸附步骤中，氮气被吸附剂吸附，而氧气等杂质则通过；在脱附步骤中，吸附剂被释放，杂质气体排出；在排放步骤中，吸附塔内残留的杂质气体被排放；在再生步骤中，吸附塔内的吸附剂被再生。
通过循环进行这些步骤，就可以实现制取高纯度氮气的目的。
然后，我们来看一下PSA制氮机的技术指标。
首先是氮气产量。
PSA制氮机的氮气产量通常以标准立方米（Nm³）或标准立方英尺（Scf）为单位进行衡量。
根据不同的需求，可以选择不同产量的PSA制氮机。
其次是氮气纯度。
PSA制氮机可以制取高纯度的氮气，一般可以达到99.99%以上的纯度要求。
这是因为PSA制氮机利用吸附剂对氧气等杂质进行吸附，从而实现氮气的纯化。
第三是氮气压力。
PSA制氮机可以根据用户需求提供不同的氮气压力，一般可以达到0.1-1.0MPa的范围。
根据具体的工艺要求，可以进行相应的调整。
第四是PSA制氮机的能耗。
与传统的液氮制取方法相比，PSA制氮机具有更低的能耗。
这是因为PSA制氮机采用吸附和脱附的循环过程，能够实现能量的回收和再利用，从而节约能源。
第五是设备的可靠性和稳定性。
PSA制氮机的设备应具有良好的可靠性和稳定性，能够长时间稳定运行。
同时，设备应具有一定的自动控制功能，能够实现自动运行和故障报警等功能。
第六是设备的维护和保养。
PSA制氮机的设备应具有便于维护和保养的特点，能够方便地进行吸附剂的更换和设备的清洗。
同时，设备应具有较长的使用寿命，减少维护成本和频率。
PSA系列制氮机使用说明书PSA系列制氮机使用说明书一、用途及使用范围氮气广泛用于石油、化工、食品、电子、冶金、医药等行业。
空分制氮设备可提供这些行业各种设备所需的氮气。
如金属烧结、激光打孔的保护性气体、石油及化工管道设备的清洗及气体置换、食品工业中的气调保鲜及充氮包装、电子行业生产半导体器件的氮气份保护、医药行业的针剂充氮及其他需要氮气的部门。
PSA系列空分制氮设备所生产的普通氮气,可作为各个行业的保护性气体。
二、PSA系列空分制氮机主要规格及技术参数如下:主要规格及参数注：氮气产量－立方米/小时主要技术参数三、工作原理及结构空分制氮设备是采用变压吸附原理,利用碳分子筛从空气中提取氮气的装置。
变压吸附制氮机的吸附罐，在压力高时，碳分子筛吸附空气中的氧，而不易被吸附的氮气成为产品；在压力低时，氧从碳分子筛中脱附出来。
利用压力的变化，就能有效地从空气中分离出所需要的氮气。
变压吸附制氮装置的主要特点：⒈设备简单,体积小,制氮成本低。
⒉操作方便,采用自动程序控制,操作、维护费用低。
本设备制成二塔结构,采用常压解吸流程。
空分制氮设备的产气量与纯度成反比。
产气量大时,氮体的纯度降低;反之,减小气量使氮气的纯度上升。
用户可根据需要选择合适的氮气产气量和氮气纯度。
本设备的控制系统采用PLC程序控制器控制阀门动作。
制氮机制氮气基本工艺流程示意图见附图1、附图2附图1附图2空气经空压机压缩后，经过干燥、除尘后，经过左吸进气阀进入左吸附罐，罐压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未被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58秒。
左吸过程结束后，左吸附罐与右吸附罐通过上下均压阀连通，使左右吸附罐压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2秒。
均压结束后，压缩空气经过右吸进气阀进入右吸附罐，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。
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。
PSA变压吸附制氮设备说明书
1、概述
ZSN型变压吸附氮气设备采用优质碳分子筛为吸附剂，利用PSA变压吸附原理，直接从压缩空气中获取氮气。
整机设备操作简单，自动化程度高，配备不合格氮气自动排空装置，可实现无人运行。
2、工作原理
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。
采用两个吸附塔流程，一塔吸附产氮，一塔解吸再生，循环交替，连续产生高品质氮气。
3、主要技术参数
3.1 ZSN-60E型氮气设备主要技术参数
4工艺配置与工作流程
4.1设备清单及流程图见附页。
4.2主要工序
4.2.1除水
为保证氮气的露点以满足用户对成品氮气含水量的要求，在系统中配置冷冻式压缩空气干燥机，以除去压缩空气中夹带的水分。
4.2.2除油
进口气体微量油累积会导致氮气设备碳分子筛表面油的吸附，为保证其性能充分发挥，要求进气含油量不得大于0.5mg/m3.
4.2.3储气
分压缩空气储气与成品氮气储气，以保证给氮气设备供气、成品氮气输出气量的稳定。
4.2.4制氮
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60秒，切换前两只吸附塔同时均压，是压力相等，然后切换吸附塔，如此循环交替，连续产品高品质氮气。
4.2.5氮气分析
氮气浓度通过氮气分析仪氧电极将气体中氧浓度转换成电信号，经减法器换算。
PSA制氮系统技术文件目录1 总则2 标准规范3 技术参数4技术要求5卖方的供货范围6 卖方的设计范围7 卖方应提交的设计文件和资料8 试验和检验1总则1.1 本询价书规定了PSA制氮系统和压缩空气净化系统（一下简称供风系统）在设计、制造和试验时应采用的标准和要求。
该系统适用于***********项目。
1.2 安装环境：室内区域防爆等级：非防爆区1.3环境条件3.1地理位置本项目位于**********，地处**********，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定，该地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。
3.2气象数据*****地处温带季风气候区，属暖温带半湿润季风气候。
全年气候温和，光照充足，四季分明。
春季风多雨少，气候干燥；夏季降雨集中，气温偏高；秋季气温急降，雨量骤减；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。
全县气候突出特征是冬春干旱，夏季多雨，晚秋偏旱。
（1）气温年平均气温：12.8℃；月平均最高气温：31.0℃月平均最低气温：-8.4℃极端最高气温：41.9℃；极端最低气温：-23.3℃；连续最冷五天平均气温：-12.9℃地面0cm冷日最低气温：-28.7℃冻土层深度：0.59m（2）空气相对湿度年平均相对湿度65%年平均最高相对湿度：80%；年平均最低相对湿度：55%；年最大相对湿度：100%年最小相对湿度：0%（3）气压年平均大气压101.53 kPa 月平均最大大气压：102.53 kPa 月平均最小大气压：100.3 kPa（4）降雨年平均降雨量：589.9mm；最长连续降雨量：258.8mm；年平均降雨日：74.2d；最长连续降水雨日数：2d最长连续无雨日数：4d（5）风全年主导风向东南风夏季主导风向东南风冬季主导风向西北风夏季平均风速 2.7m/s冬季平均风速 2.9m/s（6）雷电日年平均雷电日数32.6d（7）日照年平均日照：2570.4h年平均日照百分率：69.8%7月、8月份平均日照：≥213.2h 2月份平均日照：≥179.2h2 标准规范本供风系统在设计、制造过程中应遵循下列标准规范，所有标准应采用最新版。
甘肃省崇信县百贯沟煤业有限公司PSA变压吸附式制氮机技术协议2013-1-18甲方：甘肃省崇信县百贯沟煤业有限公司乙方：北京中成航宇空分设备有限公司经甲乙双方友好协商，就甲方购买乙方氮气机组设备事宜达成如下技术协议，本技术协议与商务合同具有相同法律效力。
一、制氮机组主要技术指标甲方供应未进行预处理的压缩空气源：流量23Nm3/min，压力0.7～0.8Mpa之间，恒定二、有关设计、制造、检验标准三、公用工程需求条件四、设备系统组成备注：设备到现场后甲方负责清点、及时接收，并负责卸货、保管工作。
甲方需提前三日通知乙方前往，乙方必须在甲方要求的时间内到达。
五、系统总体控制功能1、制氮系统采用全封闭式，主机双塔吸附，24小时连续不间断工作；设计寿命15年。
2、采用进口日本武田分子筛，正常情况下保证十年的使用寿命。
3、采用日本CKD或SMC气动管道阀、日本SMC电磁阀，阀门控制灵敏，性能稳定，正常使用条件下使用寿命不少于10年。
4、采用日本三菱PLC控制系统，自动控制设备运行。
5、氮气纯度、流量在线检测、显示，测量精确可靠，测试数据稳定、不漂移。
6、制氮主机采用撬块连接，占地面积小，安装便捷。
六、设备运输、包装、接收1、乙方要根据设备的特性进行包装，满足运输(公路或铁路)要求，负责运送至合同指定的交货地点，并选择运输风险小、运费低、距离短的运输路线，要符合运输装卸要求，以保证安全无损的运到收货地点。
2、包装应按国家标准或部颁（专业）标准规定执行，由于包装不善引起的货物锈蚀、损坏、丢失均由乙方承担。
3、包装箱应有明显的包装编号和起吊部位标志，每件包装箱内应附一份详细的装箱单。
4、设备到货后，甲方依据乙方提供的清单进行验收。
对缺件、质量损坏等作出记录，乙方负责处理。
如属运输部门造成的设备性能下降、破损、缺件等事故由乙方负责解决。
5、设备到现场后，甲方应及时接收，并负责卸货、保管等工作，提前三日告知乙方前往进行设备的连接安装工作。
.PSA制氮技术及氮气纯化技术(制氮机及氮气纯化设备专题)作者: 郑兆军市场上目前的供氮方式主要有液氮、瓶装氮、现场制氮。
综合三种供氮方式，现场制氮是目前最经济、高效、节能的的一种供氮方式。
现场制氮适合于用气量在1000Nm3/h以下的用户。
现场制氮的一种主要方式即是PSA变压吸附制氮机。
该制氮机具有经济、高效、运行成本低、适应性强、易于操作、安全方便等特点。
二、PSA变压吸附制氮机原理主要是基于碳分子筛对氧和氮的吸附速率不同，碳分子筛优先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。
碳分子筛本身具有加压时对氧的吸附容量增加，减压时对氧的吸附量减少的特性。
利用这种变压吸附的特性，实现氧气和氮气的分离，得到我们所需要的气体组分。
由于吸附剂有一定的吸附容量，当吸附饱和时就需要再生，所以单吸附床的吸附是间歇式的，为保证连续供气，采用双吸附塔并联交替进行吸附，一塔工作一塔再生，连续产氮。
三、变压吸附制氮机主要使用领域1、冶金、金属加工行业通过变压吸附制氮机制取到纯度大于99.5%的氮气，通过和氮气纯化设备的联合使用纯度大于99.9995%、露点低于-65℃的高品质氮气。
用于退火保护气氛、烧结保护气氛、氮化处理、洗炉及吹扫用气等。
广泛应用于金属热处理、粉末冶金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。
2、化工、新材料行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于98%或所需要纯度的氮气。
主要用于化工原料气、管道吹扫、气氛置换、保护气氛、产品输送等。
主要应用于化工、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、生物科技、中间体等行业。
3、食品、医药行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于98%或纯度为99.9%的氮气。
通过除菌、除尘、除水等处理，得到高品质的氮气，满足该行业的特殊要求。
主要应用于食品包装、食品保鲜、医药包装、医药置换气、医药输送气氛。
4、电子行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于99.9%或99.99%以上的氮气，或经过氮气纯化设备得到纯度大于99.9995%、露点低于-65℃的高品质氮气。
PSA变压吸附制氮设备技术协议甲方（买受方）：乙方（出卖方）：向购置3台PSA变压吸附制氮设备，经双方友好协商，就有关技术要求达成以下协议：一、装置名称、规格、型号、数量装置名称：PSA变压吸附制氮设备型号：招标确定具体型号二、执行标准本制氮设备设计应符合GB/T13279-2015 《一般用固定的往复活塞压缩机》等相关国家标准规定要求;JB/T6427-1992 《吸附制氧、制氮设备》;GBl50 《压力容器》;TSG21-2016 《固定式压力容器安全技术监察规程》；三、主要技术参数及配备3.1 主要结构变压吸附(Pressure Swing Adsorption 简称PSA)是一种新型气体吸附分离技术PSA 制氮，是根据氮气和氧气分子大小不同，在一定压力情况下通过碳分子筛时，氧气分子被吸附，氮气被分离出来的原理，以压缩空气为原材料，生产氮气用于工业生产的设备。
变压吸附制氮设备主要由以下部件组成：空气净化组件、空气储罐组件、氧氮分离组件（变压吸附式分子筛制氮机）、氮气缓冲罐组件、氮气增压机、电气控制系统，厂家投标产品在必须配备上述组件的基础上，可增加额外附属组件以提升产品性能，但应满足技术参数、性能相关要求。
3.2 制氮工艺流程空气压缩（井队或车间空气压缩机提供）→净化系统进行空气干燥、过滤（过滤器、无热吸干机）→缓冲罐→变压吸附制氮（制氮机）→缓冲罐→氮气增压（增压机）→成品氮气作业流程参考下图：3.3 整机环境要求整机要求：设备集成在同一个箱体内，方便移动。
尺寸要求满足常规双排车拉运需求（长不大于2.5米，宽不大于1.7米）。
整机要求防震、防爆，防爆等级dⅡBT4；同时满足野外上井作业、运输等需求。
3.3.1 环境条件3.3.2 公用工程要求3.4 空气净化组件（无热吸干机+四级过滤）3.5 空气缓冲罐3.6 制氮机3.7 氮气缓冲罐3.8 制氮增压机3.9 制氮机控制系统3.10备用附件四随机文件五、HSE要求5.1供方提供的设备必须符合渤海钻探HSE有关要求，及前述条款中与HSE有关的内容。
