从细节上把握psa制氮机选择的大方向变压吸附制氮机(PressureSwingAdsorption,简称PSA制氮机)是采用碳分子筛作为吸附剂的先进气体分离技术,在当今世界的现场供气中具有不可替代的地位,广泛应用于各行各业,在目前数百家制氮企业中,客户应该如何选择性能良好的制氮机。
首先,在确定具体型号规格之前(即每小时氮产量、氮纯度、出口压力、露点),必须全面分析氮产机的性能和特点,同时对自己现有的环境条件进行正确的选择。
一,从以下几个方面对制氮机进行比较和分析:a)整个系统设计的合理性;b)碳分子筛填充技术和压缩方法;c)控制阀门的使用寿命;d)研究开发、制造经验和用户绩效;
第二,影响氮气发生器成本的因素:1)整个系统的一次性投资;2)分子筛使用寿命;3)使用过程中所需附件的使用寿命和费用;4)操作维护、维护费用和电力、压缩空气消耗;
第三,影响氮气发生器稳定性的因素:氮气发生器是一种集机器、电力和仪器于一体的高科技产品。设备的稳定性在长期使用中尤为重要。从氮气发生器的组成不难看出,影响稳定性有以下两点:
1.控制阀门:对于变压吸附制氮机,阀门必须具有以下性能:良好的材料性能,不会漏气;对于接收控制信号的0.02秒内接收控制信号的阀门,必须完成开启或关闭动作;可以承受频繁的开启和关闭,以确保足够长的使用寿命;
1.1、阀门故障根源正常使用时,每个程序控制阀必须在每个周期(120秒左右)开关一次,氮气发生器每年300个工作日计算,每天连续运行24小时,吸附和解吸周期为4分钟,每个阀门每年需要开关20万次以上。其中一个阀门发生故障会影响整个设备的正常运行。因此,门的连续寿命是氮气发生器稳定可靠的重要环节。
2、碳分子筛是变压附氮机的核心
2.1、碳分子筛性能指标:
a.硬度
b.产氮量(Nm3/T-h)
c.回收率(N2/Air)%
d.填装密度
以上指标碳分子筛制造商在出厂时已经明确记载,但作为参考数据,如何使碳分子筛发挥很大效率,与各氮制造商的工艺流程和吸附塔的高径比有直接关系,同时保证分子筛的寿命也很讲究。
2.2、 碳分子筛装填技术:碳分子筛装入吸附塔时,必须有专门的装填技术,否则容易粉化,导致故障。从工艺流程中可以发现,当压缩空气高速从吸附塔底部进入时,如果没有特殊的气体分布器,分子筛会受到气流的强烈冲击和摩擦,容易造成分子筛的粉化。此外,分子筛不能紧密地进入吸附塔。使用一段时间后,分子筛之间的间隙会减小并慢慢下沉。如果没有分子筛自动填充装置和压缩装置,吸附塔上部会有明显的空间。当压缩空气进入吸附塔下部时,分子筛会在气流的冲击力下快速移动,导致分子筛相互碰撞、摩擦、与吸附塔壁碰撞,容易造成分子筛粉化故障。
2.3、空气中的油和水对分子筛的影响:由于空气中含有一定的水和油蒸汽,如果不经过严格的空气净化处理,油蒸汽容易被碳分子筛吸附,难以脱附,分子筛的孔径堵塞,导致分子筛中毒失效。因此,在压缩空气进入吸附塔之前,应设置严格的空气净化装置,这是保证分子筛使用寿命的重要环节。虽然水对分子筛不是致命的,但它会增加分子筛吸附的负荷,即影响其吸附的O2和CO2的能力。因此,干燥和去除压缩空气是提高分子筛吸附能力和稳定性不可忽视的问题。
3、方案剖析:针对以上各种问题,萨普进行了专项研发,为此精心设计和布置了整套氮气制造系统。整套氮气制造装置包括以下部分。
3.1.空气压缩机是提供气源的主要部件,压缩后的空气首先通过压缩空气净化部件进行除水和除油,然后进入空气净化部件。
3.1.2空气净化装置由高效过滤器、冷冻干燥机、精密过滤器、超精密过滤器、催化剂除油器等组成。压缩空气进入管道过滤器去除>1μm的颗粒和大部分水,保证冷冻干燥机和后过滤器的正常使用。冷冻干燥机强制冷却至5℃左右,使空气中的水蒸气凝结成水。分水过滤器分离过滤后,排出阀排出,压缩空气露点达到-10℃,精密过滤器过滤>0.01μm的颗粒和油水,然后进入超精密过滤器过滤油和水。过滤精度>0.001μm,通过除油器中的活性碳吸附残留微量油雾,得到洁净的压缩空气通过管道进入氮氧分离系统,确保分子的使用寿命。
3.1.3空气储气罐组件,空气储气罐的作用是保证系统稳定使用空气,减少气流脉动,起到缓冲作用,减少系统压力波动,使压缩空气通过压缩空气净化系统稳定,充分去除油水杂质,减轻后续PSA氧氮分离装置的负荷。同时,在氧氮分离系统周期工作切换时,为氧氮分离系统提供短时间内快速升压所需的大量压缩空气,使吸附塔内的吸附压力迅速上升到工作压力,保证设备稳定运行。
3.1.4氧氮分离系统是氮气发生器的核心部件,由两个吸附塔、压缩装置、程序控制阀等部件组成。我院采用优质进口阀门,无泄漏,使用寿命300多万次。它为整个装置提供了可靠的性能。
3.1.5氮气缓冲罐。氮气缓冲罐主要由缓冲罐、粉尘过滤器、流量计、压力调节和节流阀组成,为用户现场提供稳定的氮气源。总结:通过以上方案分析,我们可以对氮气发生器的结构和组成有一定的了解,但对于不同的环境条件和不同的工艺使用条件,设备在配置上会有一定的选择。