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空分制氮設(shè)備是采用變壓吸附原理,利用碳分子篩從空氣中提取氮氣的裝置。
變壓吸附制氮機的吸附罐，在壓力高時，碳分子篩吸附空氣中的氧，而不易被吸附的氮氣成為產(chǎn)品;在壓力低時，氧從碳分子篩中脫附出來。利用壓力的變化，就能有效地從空氣中分離出所需要的氮氣。
變壓吸附制氮裝置的主要特點: 1. 設(shè)備簡單，體積小,制氮成本低。
2.操作方便,采用自動程序控制,操作、維護費用低。
本設(shè)備制成二塔結(jié)構(gòu)，采用常壓解吸流程。空分制氮設(shè)備的產(chǎn)氣量與純度成反比。產(chǎn)氣量大時,氮體的純度降低;反之，減小氣量使氮氣的純度上升。用戶可根據(jù)需要選擇合適的氮氣產(chǎn)氣量和氮氣純度。
本設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC程序控制器控制閥門動作。制氮機制氮氣基本工藝流程示意圖見附圖1、附圖2
附圖2
空氣經(jīng)空壓機壓縮后，經(jīng)過干燥、除塵后，經(jīng)過左吸進氣閥進入左吸附罐，罐壓力升高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未被吸附的氮氣穿過吸附床，經(jīng)過左吸出氣閥、氮氣產(chǎn)氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為左吸。持續(xù)時間為58秒。
左吸過程結(jié)束后，左吸附罐與右吸附罐通過上下均壓閥連通，使左右吸附罐壓力達(dá)到均衡，這個過程稱之為均壓，持續(xù)時間為2秒。
均壓結(jié)束后，壓縮空氣經(jīng)過右吸進氣閥進入右吸附罐，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，富集的氮氣經(jīng)過右吸出氣閥、氮氣產(chǎn)氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為右吸。持續(xù)時間為58秒。
同時，左吸附罐中碳分子篩吸附的氧氣通過左排4氣閥降壓釋放回大氣當(dāng)中，此過程稱之為解吸。反之， 左吸附罐吸附時，右吸附罐同時也在解吸。為使分子篩中降壓釋放出的氧氣排放到大氣中，氮氣通過-一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附罐，把罐內(nèi)的氧氣吹出吸附罐。這個過程稱之為反吹。它與解吸是同時進行的。右吸結(jié)束后，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環(huán)進行下去。
制氮機的工作流程是由可編程控制器控制三個先導(dǎo)電磁閥，再由電磁閥分別控制八個氣動管道閥的開、閉來完成的。三個先導(dǎo)電磁閥分別控制左吸、均壓、右排狀態(tài)。左吸、均壓、右排的時間流程已經(jīng)存儲在可編程控制器中。
當(dāng)流程處于左吸狀態(tài)時，控制左吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通左吸進氣閥、左吸產(chǎn)氣閥、右排氣閥，使得這三個閥門打開，完成左吸過程，同時右吸附罐解吸。
當(dāng)流程處于均壓狀態(tài)時，控制均壓的電磁閥通電，其它閥關(guān)閉;先導(dǎo)氣接通上均壓閥、下均壓閥， 使得這兩個閥門打開，完成均壓過程。
當(dāng)流程處于右吸狀態(tài)時，控制右吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通右吸進氣閥、右吸產(chǎn)氣閥、左排氣閥， 使得這三個閥門打開，完成右吸過程，同時左吸附罐解吸。
每段流程中，除應(yīng)打開的閥門外，其它閥門都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
四、設(shè)備安裝與使用
1.空分制氮設(shè)備應(yīng)置于水泥平面基礎(chǔ)上。
2.管線應(yīng)嚴(yán)格按照流程連接,如附圖2