變壓吸附制氮

變壓吸附制氮（PSA制氮機(jī)）以碳分子篩為吸附劑，利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中吸附和釋放氧氣，從而分離出氮?dú)獾淖詣?dòng)化設(shè)備。碳分子篩是一種以煤為主要原料，經(jīng)過研磨、氧化、成型、碳化并經(jīng)過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內(nèi)部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑，呈黑色，其孔型分布如圖１所示。

圖１ 碳分子篩的孔徑分布圖

碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)O2、N2的動(dòng)力學(xué)分離。這樣的孔徑分布可使不同的氣體以不同的速率擴(kuò)散至分子篩的微孔之中，而不會(huì)排斥空氣中的其他氣體。變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進(jìn)入吸附塔來實(shí)現(xiàn)空氣分離，從而連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氮?dú)狻?/p>

圖２ 變壓吸附制氮工藝流程圖

圖2為低壓高純氮?dú)庹镜脑O(shè)計(jì)工藝簡圖。首先利用空壓機(jī)制備8~9bar壓縮空氣，經(jīng)過冷干機(jī)、微熱再生吸附式干燥機(jī)干燥處理后，生成低露點(diǎn)的壓縮空氣，作為制氮機(jī)的原料。壓縮空氣經(jīng)過制氮機(jī)的氮氧分離后，制取出純度99.9995％、露點(diǎn)-70℃的氮?dú)猓⒃俳?jīng)過二氧化碳（CO2）脫除機(jī)對(duì)但其中的CO2進(jìn)行分離，確保氮?dú)獾母咂焚|(zhì)。

變壓吸附制氮的過程是通過吸附、均壓、解析三個(gè)環(huán)節(jié)，三種過程循壞往復(fù)，兩個(gè)吸附塔交替工作，一個(gè)吸附的同時(shí)，另一個(gè)吸附塔再生，實(shí)現(xiàn)氮?dú)獾某掷m(xù)生產(chǎn)。

吸附：壓縮空氣進(jìn)入吸附塔，壓力上升到一定值，空氣通過吸附塔分離出氮?dú)猓?/p>

均壓：經(jīng)過吸附周期后，兩塔直接連通，單塔壓力下降，另一塔上升，使兩塔壓力平衡；

解析：將使用一部分合格氮?dú)鈱?duì)再生吸附塔塔中的氧氣等氣體直接吹除，排放到大氣中。

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