制氮机原理及工艺过程(2个吸附塔-A/B)

PSA制氮的吸附剂采用CMS，利用氧氮在CMS表面吸附量的差异，即氧的扩散速远远大于氮的扩散速度，吸附O2而解吸N2。通过PLC可编程序控制器控制程控阀的启动关闭，来实现每个吸附解吸循环过程，加压吸附，减压解吸，完成氧氮的分离，得到所需纯度的氮。

三、工艺流程说明

净化:通过螺杆压缩机将空气加压，通过一级过滤器除去空气中的尘埃和部分残油，经过冷干机除水，将空气露点降至常压下的-23℃，此时大部分的水已经被除去。然后通过二、三级过滤器，达到吸附装置长期稳定运转所必须的条件:残油含量≤，尘埃直径≤μm 。

吸附再生:经过净化后的空气进入空气缓冲罐，空气缓冲罐主要用来保证制氮系统压力的均衡。从空气缓冲罐出来的净化空气从吸附塔底部进入A吸附塔，A塔进行吸附，CMS 吸附O2，N2从塔顶出来进入N2产品缓冲罐。运行一段时间，A吸附塔中分子筛被O2饱和，但氧的吸附前沿还没有到达A吸附塔的出口端，进行再生，PLC自动关闭A塔进气阀，同时A塔给刚好完成冲洗的B塔均压升，其本身是均压降解吸，接下来，用产品气对B塔进行终升压达到吸附压力，A塔逆放解吸，O2从塔底解吸出来释放到大气，B塔开始吸附，A塔进行冲洗。两个吸附塔交替进行吸附和再生，保证产品连续输出。

每个塔都经历以下步骤:吸附、降压解吸、逆放、冲洗、升压、终压升，1-2分钟内完成一个循环。为了获得连续稳定的产品氮气，配置了产品氮气缓冲罐。

氮气输出:经缓冲罐后，氮气由调压阀调节输出压力，并由调节阀结合流量计，调节输出流量。当氮气纯度大于等于设定值时，氮分析仪发出信号，通过阀门调节，氮气输入用气点。当氮气纯度小于设定值时, 通过阀门调节，氮气自动排空。

PSA制氮机的自动运行由PLC、二位五通电磁阀自动控制。

在空气缓冲罐上设置安全阀，安全阀的启跳压力为正常工作压力的~倍。PLC系统设置空气低压报警，低压报警值根据用户氮气最低压力值进行设置。

吸附塔是PSA制氮装置的核心部分之一。它的设计要求不同于普通的压力容器。其一，属于疲劳压力容器，空气吸附过程有反复的压力震荡，这是影响吸附塔使用寿命的重要因素;

其二，吸附塔的设计需要与选用的吸附剂的性能相匹配，内构件结构需要进行专门研究和设计。比如气流分布器、压紧系统等等。