矿用制氮机

 统 流 程 说 明

本套制氮系统是由压缩空气装置、压缩空气净化装置、变压吸附制氮装置等设备组成。

一、压缩空气系统

压缩空气系统由螺杆式压缩机和空气缓冲罐组成，提供变压吸附制氮装置所需的气源。该系统提供稳定的输出压力和足够的气量。空压机选用运转可靠，维护简单，低噪音，无基础运转的螺杆式空压机。空气缓冲罐主要是作为气源的缓冲器，起稳定和储存作用，此外还可以收集和排除进入压缩空气源的大部分油水冷凝液。缓冲罐装有压力表，安全阀，排污口。

空压机的排气能力稍大于制氮机额定产量下的空气耗量，由于其启停受到排气压力控制，当排气量大于耗气量时，排出压力上升，空压机停止；反之则空压机启动。通过如此循环启停，使空压机排气量适合制氮机耗气量要求，并适应生产线在变工况时（低于额定产量）的运行需要。

二、空气净化系统

从缓冲罐出来的压缩空气首先进入C级过滤器实现粗过滤，然后进入冷冻式干燥机，将压缩空气强制降温，使空气中的水蒸汽冷凝，凝结成的液态水夹带尘、油排出机外。冷干机最好放置于压缩机房。工艺流程采用冷冻干燥机除油水，基于三点原因：

1、后级T级送气管路过滤器进气口最大液体负载：2000ppm w/w露点＜－12℃，不采用冷冻干燥机，T级送气管路过滤器易失效；

2、冬季室外气温较低，压缩空气温度降低后析出水分，堵塞管路系统，管路系统需倾斜并作排液；

3、管路系统析出水份后易腐蚀生锈。

冷干燥机的后精密度过滤器组，精密过滤器组由二级过滤器组成。分别是T级主管路过滤器与A级高效除油雾过滤器。T级主管路过滤器精密度为1um，滤除1um和更大的固态与液态颗粒，残留油份含量1ppm w/w。A级高效除油雾过滤器过滤精度0.01um滤除0.01um和更大的固态与液态颗粒，99.999+%油雾；残留油份含量0.001ppm w/w。压缩空气品质达到ISO8573.1质量等级１级。

三、变压吸附制氮系统

PSA碳分子筛制氮装置中有两个装满碳分子筛的吸附塔，洁净、干燥的压缩空气进入变压吸附制氮装置，流经装填有碳分子筛（CMS）的吸附塔。压缩空气由下至上流经吸附塔，利用分子筛在不同压力下对氮和氧等的吸附力不同，氧气、水、二氧化碳等组份在碳分子筛表

面吸附，未被吸附的氮气在出口处被收集成为产品气，由吸附塔上端流出，进入缓冲罐。经一段时间后，吸附塔中被碳分子筛吸附的氧达到饱和，需进行再生。

再生是通过停止吸附步骤，降低吸附塔的压力来实现的。已完成吸附的吸附塔短期均压后开始降压，脱除已吸附的氧气、水、二氧化碳等组份，完成再生过程。

两个吸附塔交替进行吸附和再生，从而产生流量和纯度稳定的产品氮气。两只吸附器的切换由PLC控制的程控阀自动完成。一台变压吸附制氮装置的性能优劣取决于吸附器、碳分子筛、工艺流程、设备结构以及电磁气动阀等部件的性能。我公司生产的变压吸附制氮装置选用日本三菱公司生产的PLC可编程序控制器，选用德国BF碳分子筛、德国BURKET公司生产的电磁气动阀。

四、氮气纯化装置

加氢除氧

来自变压吸附的普氮，通过装填有高效钯脱氧催化剂的除氧器，粗氮中的氧气在常温下与过量的氢气反应生成水，一部分被干燥冷凝，另一部分与二氧化碳等杂质被干燥器中的吸附剂脱除，尘埃由过滤器去除。用该法纯化后氮气中含有过量氢气，适用于成品气对氢气要求不高场合，如工艺过程需加氢的还原处理等。

该除氧工艺能耗低、机构紧凑，性能可靠，其成本低于其它方法获得高纯氮，并且催化剂无需再生。干燥剂吸附周期长，可以再生循环使用。