氮氣作為(wei) 空氣中含量豐(feng) 富的氣體(ti) ,取之不竭,用之不盡。它無色、無味,透明,屬於(yu) 亞(ya) 惰性氣體(ti) ,不維持生命。高純氮氣常作為(wei) 保護性氣體(ti) ,用於(yu) 隔絕氧氣或空氣的場所。氮氣(N2)在空氣中的含量為(wei) 78.084%。
製氮機是指以空氣為(wei) 原料,利用物理方法將其中的氧和氮分離而獲得氮氣的設備。製氮機以優(you) 質碳分子篩為(wei) 吸附劑,采用常溫下變壓吸附原理分離空氣製取高純度的氮氣。通常使用兩(liang) 吸附塔並聯,由PLC控製進口氣動閥自動運行,交替進行加壓吸附和解壓再生,完成氮氧分離,獲得所需高純的氮氣,我廠使用的是PSA碳分子篩變壓吸附法
PSA變壓吸附製氮原理:碳分子可以同時吸附空氣中的氧和氮,其吸附量也隨著壓力的升高而升高。而且碳分子篩吸附氧的速度也很快,吸附約1分鍾就達到90%以上;而此時氮的吸附量僅(jin) 有5%左右,所以此時吸附的大體(ti) 上都是氧氣,而剩下的大體(ti) 上都是氮氣。這樣,如果將吸附時間控製在1分鍾以內(nei) 的話,就可以將氧和氮初步分離開來,也就是說,吸附和解吸是靠壓力差來實現的,壓力升高時吸附,壓力下降時解吸,使碳分子篩從(cong) 獲新生。而區分氧和氮是靠兩(liang) 者被吸附的速度差,通過控製吸附時間來實現的,將時間控製得很短,氧已充分吸附,而氮還未來得及吸附,就停止了吸附過程。因而變壓吸附製氮要有壓力的變化,也要將時間控製在1分鍾以內(nei) 。變壓吸附製氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性,采用加壓吸附,減壓解吸的循環周期,使壓縮空氣交替進入吸附塔來實現空氣分離,從(cong) 而連續產(chan) 出高純度的產(chan) 品氮氣。
PSA製氮基本工藝流程:空氣經空壓機壓縮後,經過除塵、過濾、幹燥後,進入空氣儲(chu) 罐,經過空氣進氣閥、A吸進氣閥進入A吸附塔,塔壓力升高,壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附,未吸附的氮氣穿過吸附床,經過A吸出氣閥進入氮氣儲(chu) 罐,這個(ge) 過程稱之為(wei) A吸,持續時間為(wei) 幾十秒。同時B吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過B排氣閥降壓釋放回大氣當中,此過程稱之為(wei) B解吸。
A吸過程結束後,A吸附塔與(yu) B吸附塔通過上、下均壓閥連通,使兩(liang) 塔壓力達到均衡,這個(ge) 過程稱之為(wei) 均壓,持續時間為(wei) 2~3秒。均壓結束後,壓縮空氣經過B吸進氣閥進入B吸附塔,壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附,富集的氮氣經過B出氣閥進入氮氣儲(chu) 罐,這個(ge) 過程稱之為(wei) B吸,持續時間為(wei) 幾十秒,A塔同時也在解吸。
為(wei) 使分子篩中降壓釋放出的氧氣排放到大氣中,氮氣通過一個(ge) 常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔,把塔內(nei) 的氧氣吹出吸附塔。這個(ge) 過程稱之為(wei) 反吹,它與(yu) 解吸是同時進行的。
我廠的製氮機的工作流程是由西門子S7-200進行編程控製器的,先控製電磁閥,再由電磁閥分別控製A、B兩(liang) 塔八個(ge) 氣動管道閥的開關(guan) 。電磁閥時間流程已經存儲(chu) 在可編程控製器中。
在我廠製氮機的多年運行過程中,主要出現的問題是產(chan) 氣壓力低,含氧量高。壓力低的原因主要有1.來氣壓力低,自然產(chan) 氣壓力就不夠。2、現場用氣量大,產(chan) 生的氣不夠使用,壓力自然就上不去。3.來氣管道上的濾芯及閥門故障堵塞,氣流量變小,製氮量遠遠小於(yu) 用氣量,導致係統壓力低。4.用氣管網發生泄漏,使壓力變低。5、製氮機閥門電路控製異常或機械卡死。
製氮機的純度一般要求99.9%以上,如果含氧量高就會(hui) 影響生產(chan) ,其主要原因有:根據原理主要有以下方麵1.原壓縮空氣壓力低,導致變壓吸附效果差,除氧效果不好;2.左右兩(liang) 塔的控製先導電磁閥或氣動閥門發生了故障,如有的閥門開啟關(guan) 閉時間有延遲,或卡死不動作。就會(hui) 出現串氣現象,也會(hui) 導致二塔動作紊亂(luan) ,製氮效果差,含氧量高3.控製要合理的用氣量,超流量用氣,也會(hui) 導致製氮效果差。4.長時間未更換碳分子篩,及濾芯,也會(hui) 導致含氧量高。5、控製電路故障引起電磁閥故障,開關(guan) 不到位,是造成含氧量故障的重要原因。