PSA制氮裝置工作原理

1.變壓吸附的原理

在吸附平衡情況下，任何一種吸附劑在吸附同一氣體時(shí)，氣體壓力越高，則吸附劑的吸量

越大。反之，壓力越低，則吸附量越小。如下圖所示：

如上所述，在空氣壓力升高時(shí)，碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當(dāng)壓力降到常壓

時(shí)，碳分子篩對(duì)氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。

變壓吸附設(shè)備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統(tǒng)組成。當(dāng)壓縮空氣（壓力一般

為0.8Mpa）從下至上通過(guò)A塔時(shí)，氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附，而氮?dú)鈩t被通過(guò)并從塔頂流出。當(dāng)A塔內(nèi)分子篩吸附飽和時(shí)便切換到B塔進(jìn)行上述吸附過(guò)程并同時(shí)對(duì)A塔分子篩進(jìn)行再生。所謂再生，即將吸附塔內(nèi)氣體排至大氣從而使壓力迅速降低至常壓，使分子篩吸附的氧氣、二氧化碳和水分從分子篩內(nèi)釋放出來(lái)的。

液氮設(shè)備工作原理

液氮機(jī)是采用帶預(yù)冷的單壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的深冷混合工質(zhì)節(jié)流制冷機(jī)實(shí)現(xiàn)氮?dú)庖夯?/span>-180℃）的需

求。深冷混合工質(zhì)節(jié)流制冷機(jī)是基于回?zé)崾蕉嘣旌瞎べ|(zhì)節(jié)流制冷循環(huán)，從環(huán)境溫度至目標(biāo)制冷溫度，優(yōu)選高中低沸點(diǎn)純質(zhì)組元組成多元混合工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)各沸點(diǎn)組元有效制冷溫區(qū)的接力匹配，是一種可高效實(shí)現(xiàn)-40~-196℃溫區(qū)的制冷機(jī)。本產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)在于：可采用市場(chǎng)上成熟的商用壓縮機(jī)、換熱器等設(shè)備；液化效率高、可靠性高、無(wú)需維護(hù)、使用周期長(zhǎng)。

2.系統(tǒng)工藝流程

首先原料壓縮空氣流量≥6.6Nm3/min,壓力為≥1.0Mpa,經(jīng)高效除油器（三級(jí)過(guò)濾）除去大部分

油、水、塵埃后；進(jìn)入風(fēng)冷卻器降溫，再進(jìn)入無(wú)熱再生干燥器除去壓縮空氣中的水分；接著進(jìn)入粉塵精濾器；最后進(jìn)入活性炭過(guò)濾器深度除油，過(guò)緩沖儲(chǔ)氣罐后進(jìn)入二個(gè)填裝吸附劑的變壓吸附分離系統(tǒng)，即制氮機(jī)組。潔凈的壓縮空氣由吸附塔底端進(jìn)入，氣流經(jīng)空氣擴(kuò)散器擴(kuò)散以后，均勻進(jìn)入吸附塔，進(jìn)行氧氮吸附分離，然后從出口端流出氮?dú)?，進(jìn)入氮?dú)饩彌_罐，這一產(chǎn)氮過(guò)程約1分鐘，之后經(jīng)均壓和減壓（至常壓），脫除所吸附的雜質(zhì)組分（主要為氧氣），完成吸附劑的再生。二個(gè)吸附塔交替循環(huán)操作，連續(xù)送入原料空氣，連續(xù)生產(chǎn)純度≥99.9%的氮?dú)猓a(chǎn)量為75Nm3/h，氮?dú)廨敵鰤毫?span lang="EN-US">1.0Mpa（可調(diào)），氮?dú)饴饵c(diǎn)為－40℃。成品氮?dú)庖徊糠诌M(jìn)入增壓系統(tǒng)；經(jīng)過(guò)增壓機(jī)增壓到3.0Mpa進(jìn)入氮?dú)鈨?chǔ)氣罐進(jìn)行氮?dú)獯鎯?chǔ)。另一部分氮?dú)膺M(jìn)入液氮機(jī)，經(jīng)過(guò)液氮機(jī)液氮，最終產(chǎn)出成品液氮，再經(jīng)過(guò)真空管進(jìn)入2個(gè)15L自增壓液氮罐中。