PSA(Pressure Swing Adsorption,变压吸附)制氮机是一种基于变压吸附原理的气体分离设备,广泛应用于化工、电子、冶金、食品、机械等多个领域。其以空气为原料,通过高效能、高选择性的固体吸附剂(如碳分子筛)实现对氮气和氧气的分离,从而制取高纯度的氮气。本文将详细介绍PSA制氮机的结构类型及其特性。 一、PSA制氮机的结构类型 1、压缩空气净化组件:压缩空气净化组件是PSA制氮机的首要部分,主要由高效除油器、冷冻式干燥机、精密过滤器和活性炭过滤器组成。空气进入空气缓冲罐进行缓冲后,依次通过这些组件进行净化处理。高效除油器去除大部分油、水、尘等杂质,冷冻式干燥机进一步除水,精密过滤器再次除油、除尘,最后通过活性炭过滤器进行深度除油,确保进入氧氮分离系统的压缩空气洁净无杂质。 2、氧氮分离系统:氧氮分离系统是PSA制氮机的核心部分,由吸附塔、压紧装置、附属阀门及仪表电器组成。吸附塔通常采用复合床结构设计,分为A、B两塔,塔内填装进口碳分子筛。洁净的压缩空气进入工作吸附塔时,氧、二氧化碳和水被碳分子筛吸附,而氮气则富集并流出吸附塔。另一塔则进行减压脱附,使已吸附的氧气、二氧化碳和水从分子筛微孔中脱离并排出。两塔交替工作,实现连续制氮。 3、氧氮缓冲系统:氧氮缓冲系统由氮气缓冲罐、精密过滤器、流量计、调压阀、放空部件等组成。氮气缓冲罐用于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气压力和纯度,保证连续供给氮气的稳定性。同时,在吸附塔进行工作切换时,氮气缓冲罐还能提供短时间内迅速升压所需的压缩空气,保护吸附塔床层,确保设备稳定运行。 4、空气缓冲罐:空气缓冲罐是PSA制氮机的辅助部分,由空气缓冲罐及附属阀门仪表组成。其主要作用是降低气流脉动,减少系统压力的波动,使压缩空气能平稳地通过压缩空气净化组件,以便充分除去油、水、尘等杂质。同时,空气缓冲罐还能为氧氮分离系统在进行吸附塔工作切换时提供迅速升压所需的压缩空气。 二、PSA制氮机的特性 1、工艺流程简单,自动化程度高:PSA制氮机采用两塔并联设计,由全自动控制系统按特定可编程序严格控制时序,交替进行加压吸附和解压再生,完成氮氧分离。整个过程无需人工干预,自动化程度高,大大提高了生产效率。 2、产气快,能耗低:相比传统制氮方法,PSA制氮机产气速度快,通常在15~30分钟内即可提供合格的氮气。同时,其能耗较低,主要消耗电能用于空压机运行,具有显著的经济效益。 3、产品纯度可调:PSA制氮机可以根据用户需要调节产品氮气的纯度和流量,纯度范围在95%~99.9995%之间。这种灵活性使得PSA制氮机能够满足不同行业、不同应用场景的需求。 4、操作维护方便,运行成本低:PSA制氮机具有完善的设计和优化的使用效果,内部构件合理,气流分布均匀,减轻了气流高速冲击对设备的损害。同时,特有的分子筛保护措施延长了碳分子筛的使用寿命,降低了运行成本。此外,设备结构紧凑、整体撬装,占地小、投资少,现场只需连接电源即可制取氮气。 5、适用范围广:PSA制氮机广泛应用于金属热处理过程的保护气、化学工业生产用气、橡胶塑料制品的生产用气、食品行业排氧保鲜包装、医药行业充氮包装及容器的充氮排氧等多个领域。其稳定的氮气供应能力为这些行业提供了有力的支持。 三、结论 PSA制氮机以其结构简单、自动化程度高、产气快、能耗低、产品纯度可调、操作维护方便等特性,在中小规模制氮设备中颇具竞争力。
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