第一篇：PSA 變壓吸附制氮和故障處理探討

PSA 變壓吸附制氮和故障處理探討

一、概述氮氣是一種中性惰性氣體，非活化狀態(tài)下，氮氣可作為保護(hù)氣體用于防爆（惰化）或防止工作介質(zhì)被氧化等場所，被廣泛用于石油化工、天然氣開采及加工、金屬熱處理、干燥和防腐保護(hù)等領(lǐng)域中。變壓吸附制氮是近來發(fā)展起來的高效節(jié)能的新型氣體分離技術(shù)。它利用空氣作原料，在有電能的條件下制取氮氣。國外 PSA 工業(yè)制氮應(yīng)用是在 20 世紀(jì) 80 年代初期，經(jīng)過近30 多年研究開發(fā)，變壓吸附裝置在降低能耗、降低投資、工藝流程簡化、提高可靠性方面，都有了很大的進(jìn)步，得以廣泛應(yīng)用。

二、基本流程和配置根據(jù)氮氣用量和使用要求，各裝置的流程略有差異，但是基本流程和配置為：空氣壓縮機→儲罐→管道過濾器→冷凍干燥機（或其他再生干燥塔）→（超）精過濾器→高效除油器→緩沖儲罐→吸附塔 A/B（兩塔流程）→粉塵過濾器→氮氣緩沖儲罐→氮分析儀→用戶。空氣經(jīng)壓縮機壓縮至 0.8MPa，經(jīng)空氣儲罐冷卻至常溫，再經(jīng)管道過濾器油液分離進(jìn)入冷凍式干燥機，流經(jīng)精過濾器、超精過濾器和高效除油器除去油及液態(tài)水到達(dá)緩沖儲罐，再進(jìn)入碳分子篩吸附塔組成的變壓吸附分離系統(tǒng)，壓縮空氣從容器底部進(jìn)入后，空氣中氧氣、二氧化碳和水分被吸附劑選擇吸附，其余組份（主要為氮氣）則從出口端流出，經(jīng)粉塵過濾器進(jìn)入氮氣緩沖罐，經(jīng)氮氣緩沖罐后作為產(chǎn)品氮氣輸出。之后，吸附塔經(jīng)均壓、減壓至常壓等過程，脫除所吸附的雜質(zhì)組份，完成碳分子篩的再生。兩吸附塔循環(huán)交替操作，連續(xù)送入空氣，連續(xù)產(chǎn)出氮氣。氮氣經(jīng)計量及氮氣分析儀分析純度達(dá)標(biāo)后進(jìn)入氮氣輸送總管供使用。上述

過程，由 PLC 控制系統(tǒng)自動控制。氮氣純度可高達(dá) 99.99%，氮氣壓力基本設(shè)計在 0.6MPa 左右。

三、變壓吸附制氮與再生技術(shù)基本原理吸附劑是 PSA 制氮設(shè)備的核心部分，變壓吸附常使用碳分子篩（CMS），是一種非極性速度分離型吸附材料。常以煤為主要原料，紙張或焦油為粘結(jié)劑經(jīng)過特殊加工而成活性碳，粒徑平均為 1.5nm，是一種半永久的吸附劑。分子篩在生產(chǎn)過程中添加磁性氧化鐵，可大幅提高其吸附性能。CMS 充滿微孔和空腔，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來，而把比孔道大的分子排斥在外，因而能把形狀直徑大小不同的分子、極性程度不同的分子、沸點不同的分子、飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱為分子篩。當(dāng)氣體與多孔的分子篩接觸時，因分子篩表面分子與內(nèi)部分子不同，具有剩余的表面自由力場或表面引力場，使氣相中的可被吸附的氧分子碰撞到分子篩表面后，即被吸附。隨著吸附的進(jìn)行，吸附于表面的氧分子逐漸增加，吸附表面逐漸被氧分子覆蓋，分子篩再吸附的能力下降，最終失去吸附能力，即達(dá)到吸附平衡；利用分子篩吸附劑對不同氣體組分在吸附量、吸附速度（分子直徑小的氧分子比分子直徑稍大的氮分子在運動中的擴(kuò)散速度要快十倍）、吸附力等方面的差異，以及吸附劑的吸附容量隨壓力的變化而變化，因此可在加壓條件下完成混合氣體的吸附分離過程，減低壓力解吸所吸附的雜質(zhì)組份，從而實現(xiàn)氣體分離以及吸附劑的循環(huán)使用。變壓吸附制氮技術(shù)，一般采用 PSA 碳分子篩為吸附劑（巖谷生產(chǎn)的 1.5GN-H 型分子篩），碳分子篩對氧氮的吸附速度相差很大（如圖 1 所示），在短時間內(nèi)（最佳吸附時間為 68 秒）加壓情況下，氧的吸附速度大大超過氮的吸附速度，氧分子被碳分子篩大量吸附，而氮分子吸附很少，利用該特性來完成氧氮分離。碳分子篩對氧的吸附容量隨壓力的降低而減少，減低壓力，被吸附的氧分子則從碳分子篩中逸出，通過塔的下部進(jìn)入消音器后排出大氣，即可解吸，完成碳分子篩的再生。另外，碳分子篩對二氧化碳和水分也有吸附能力，且較易減壓解吸。通常 PSA 制氮機采用雙吸附并聯(lián)交替進(jìn)行吸附產(chǎn)氮，解吸再生，實現(xiàn)氧、氮分離，連續(xù)供氣。為取得好的操作性能和長的壽命，分子篩使用一定時間后必須再生。正確再生后的分子篩同新鮮的一樣，其吸附性能和機械性能的衰減和老化非常低。分子篩再生方法有變溫和變壓兩種，常用改變相對壓力：保持吸附劑溫度不變，通過降低壓力和惰性氣體反吹，除去吸附質(zhì)。再生同吸附逆向的，這可使被吸附床入口處的大部分吸附質(zhì)不必通過整個床層，部分分子篩也可不與濕熱氣體接觸，從而提高分子篩使用壽命。再生氣應(yīng)盡可能干燥，否則會影響吸附效率。

四、常見故障與處理 PSA 變壓吸附制氮裝置除了設(shè)計選型不合理、機組本身或儀表故障、誤操作之外，常見的故障現(xiàn)象和處理方法如下：

（一）各級過濾器分子篩吸濕能力極強，忌油和液態(tài)水，怕磨損，在進(jìn)入吸附塔之前需要除去壓縮空氣中的油污和水分，在不同的位置采用各級過濾器，管道過濾器濾除大余 5 m 的顆粒及大部分水分，而細(xì)過濾器選用一次性可換芯的精過濾器，過濾精度達(dá) 0.1 m。粉塵過濾器主要過慮粉化的分子篩或微量的活性炭。主要故障是氣當(dāng)中有液相、粉末夾帶。日常要檢查前面機組油氣分離效果、氣體溫度、油污液面高度、壓差指示儀；過濾器在使用一定階段后，需要吹掃或更換過濾器、過濾器底部的自動排污閥。

（二）冷凍干燥機冷凍式干燥機（型號為 J2K-125G）該產(chǎn)品主要部件如冷媒壓縮機等為進(jìn)口元件，性能可靠，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，耗能少、安裝不需基礎(chǔ)，采用微電腦程序控制儀，對冷凍式干燥機的進(jìn)氣溫度、露點溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、冷卻水進(jìn)口溫度等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和處理，可遠(yuǎn)程測量和控制，確保進(jìn)入變壓吸附分離系統(tǒng)的空氣含水量降至一定的水平。主要故障是制冷劑缺少、AD402-04 型自動排污閥失效、過濾網(wǎng)堵塞等，運行過程中加強監(jiān)測和灰塵清除工作。

（三）高效除油器高效除油器，內(nèi)部填充 15＃活性炭，屬氣相吸附。活性炭是一種多孔性的含炭物質(zhì)，有高度發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造，是優(yōu)良的吸附劑，是藉由物理性吸附力與化學(xué)性吸附力而成。活性炭的比表面積（BET）越大，吸附力也越大。使用初期的吸附效果很高。時間一長，活性炭的吸附能力會不同程度地減弱，吸附效果也隨之下降。如水族箱中水質(zhì)混濁，有機物含量高，活性炭很快就會喪失過濾功能。所以，活性炭應(yīng)定期清洗或更換。活性炭一般使用 3～5 年時間。

（四）緩沖過濾器系統(tǒng)中設(shè)置的緩沖過濾器起平衡氣壓及除去管道中粉塵的作用。常見故障為泄漏，用緊固或更換墊片的方法消除。

（五）PSA 吸附分離系統(tǒng) PSA 吸附分離系統(tǒng)主要由二臺填裝了 1.5GN-H 型分子篩的吸附塔（底部有氧化鋁分子篩吸收水分）及一臺氮氣緩沖罐組成，還包括了一組氣動截止閥，該閥為管道式平衡氣動截止閥，具有啟閉速度快，切換壽命長等特點，其開啟時間僅需 0.015 秒，切換壽命為 100 萬次，特別適合于變壓吸附工藝的頻繁啟閉使用。分子篩的使用壽命和其本生的質(zhì)量、裝填質(zhì)量還有使用過程中的空氣預(yù)處理效率有關(guān)，一般情況下可用 5～8 年。PSA 吸附分離系統(tǒng)的控制由 PLC 完成，該 PLC 已完成程序錄入，能執(zhí)行制氮裝置的各種運行參數(shù)控制。控制系統(tǒng)由可編程控制器，壓力變送器，溫度傳感器，閥位開關(guān)及二次儀表組成，主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場各設(shè)備的機械動作及連鎖控制，可正確處理各種突發(fā)故障報警，同時設(shè)計上考慮了各級功能分隔，可全自動運行也可以人工操作運行。吸附塔組故障現(xiàn)象常有：

1．吸附器組的有關(guān)壓力指示不正常；維修保養(yǎng)或更換儀表。2．動作閥切換緩慢或關(guān)閉不嚴(yán)、不動作；電磁閥存在故障或粉末引起動作閥故障；更換閥門配件。

3．吸附器床層發(fā)生流化現(xiàn)象，造成分子篩摩擦沖擊嚴(yán)重產(chǎn)生粉末；進(jìn)水、油分嚴(yán)重引起分子篩硬度減低加劇粉化或分子篩失效；尋找出油、水根源，加以排除，同時分子篩多次再生，仍然不合格就需要更換合格的分子篩。壓縮空氣含油量是分子篩失效的首要因素。4．程序控制的儀表系統(tǒng)，有時出現(xiàn)程序功能紊亂，主要體現(xiàn)在電磁閥開關(guān)順序或時間發(fā)生變化，需要定期校驗。5．氮氣的分析與計量。氮氣緩沖罐后在進(jìn)入氮氣總管前設(shè)置有一取樣口，樣氣經(jīng) KY－2N 氮氣分析儀在線分析達(dá)到使用指標(biāo)后，進(jìn)入氮氣總管。氮氣的計量由渦街流量計完成，氮氣流量可實時顯示，并可實現(xiàn)累積流量顯示與控制。產(chǎn)品氣分析指示系統(tǒng)故障現(xiàn)象：（1）分析系統(tǒng)指示純度偏低，重新調(diào)試/校驗；（2）流量未達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，工藝調(diào)整。

五、使用中應(yīng)注意的問題裝置調(diào)試交付后，用戶應(yīng)會使用操作、會維護(hù)并了解裝置的原理流程。在掌握各配套機組的使用性能后，為了維護(hù)使用好吸附器這個核心裝置，特別強調(diào)分子篩忌水、忌油、怕磨損，因此在裝置運行當(dāng)中要特別注意空氣的質(zhì)量（含水、油量），在日常操作中經(jīng)常檢查空壓機是否上油、濾油系統(tǒng)是否正常、冷干機制冷除水是否正常。還要經(jīng)常檢查產(chǎn)品氣排出過濾器和解析氣放空口，是否有堆積或夾帶過多的分子篩粉末；定期檢查吸附器內(nèi)分子篩的磨損量，并確定是否須增添等等，如有以上現(xiàn)象，應(yīng)及時解決。如能正常操作和維護(hù)，使用壽命將會大大延長。

第二篇：PSA變壓吸附制氮裝置操作規(guī)范及注意事項

PSA變壓吸附制氮裝置操作規(guī)范及注意事項

一、安裝要求

?設(shè)備與周圍環(huán)境之間的距離最好保持1米以上，以利于操作及維護(hù)保養(yǎng)；

?安裝場地必須通風(fēng)良好、少灰塵、防雨、防太陽直射、且不能在腐蝕性的氣體環(huán)境中；

?如通風(fēng)不暢且有空壓機在裝置旁的地方安裝，消聲器應(yīng)安裝在室外（應(yīng)有防雨設(shè)施）；

?電源應(yīng)按標(biāo)定的電壓（V）、電流（A）、相數(shù)配置，電壓應(yīng)在交流±10%范圍內(nèi)。電器必須有效接地。

二、操作 開機：

?啟動冷凍式干燥機，待冷干機空運轉(zhuǎn)3-5分鐘后，緩緩打開進(jìn)氣閥門，等壓力平衡后全開此閥；

?打開制氮機前的截止閥讓經(jīng)過干燥的壓縮空氣緩緩?fù)ㄈ胫频獧C等壓力平衡后全開此閥，同時打開放空裝置中放空閥及關(guān)閉出氣閥；

?啟動制氮機；

?調(diào)節(jié)流量計前的調(diào)壓閥直至壓力達(dá)到需求值；

?調(diào)節(jié)流量計后的閥門使流量計的讀數(shù)達(dá)到實際流量值的一半，當(dāng)純度達(dá)到要求值時再調(diào)整到正常值；

?氮分析儀純度達(dá)到要求值時，關(guān)閉放空閥，打開氮氣出氣閥，將合格氮氣送入用氣點。停機：

?關(guān)閉氮氣的出氣閥，停止供氣；

?按制氮機停止按鈕，關(guān)閉制氮機；

?關(guān)閉空壓機出氣閥門；

?按冷干機停止按鈕，關(guān)閉冷干機；

?打開凈化系統(tǒng)中各設(shè)備的排污閥，必須放盡各設(shè)備內(nèi)的壓縮空氣；

?如果長時間停機，切斷電源所有設(shè)備電源。

三、注意事項

?設(shè)備應(yīng)可靠接地；

?維修設(shè)備時，需放盡所有管路及容器內(nèi)的壓力，否則會導(dǎo)致嚴(yán)重傷害；

?連接的密封墊應(yīng)使用高密度的紙板，以防止氮氣的泄露；

?氮氣為無色無味無毒無氧氣體，人體直接吸入易造成窒息，排空氮氣時要遠(yuǎn)離人的口鼻。

第三篇：變壓吸附制氮設(shè)備概述

變壓吸附制氮設(shè)備概述

【關(guān)鍵詞】變壓吸附 制氮設(shè)備

【摘要】變壓吸附制氮設(shè)備是采用碳分子篩為吸附劑，利用變壓吸附原理來獲取氮氣的設(shè)備。在一定的壓力下，利用空氣的氧、氮在碳分子篩孔隙中擴(kuò)散速率不同而達(dá)到分離空氣的目的，即碳分子篩對氧的擴(kuò)散吸附遠(yuǎn)大于氮，通過可編程序來控制多個閥門的導(dǎo)通、關(guān)閉，達(dá)到兩吸附罐的交替循環(huán)，加壓吸附，減壓脫附的過程，而完成氧、氮的分離，得到所需純度的氮氣。

1、變壓式吸附制氮原理

變壓吸附制氮設(shè)備是采用碳分子篩為吸附劑，利用變壓吸附原理來獲取氮氣的設(shè)備。在一定的壓力下，利用空氣的氧、氮在碳分子篩孔隙中擴(kuò)散速率不同而達(dá)到分離空氣的目的，即碳分子篩對氧的擴(kuò)散吸附遠(yuǎn)大于氮，通過可編程序來控制多個閥門的導(dǎo)通、關(guān)閉，達(dá)到兩吸附罐的交替循環(huán)，加壓吸附，減壓脫附的過程，而完成氧、氮的分離，得到所需純度的氮氣。

制氮機主要由兩個填滿碳分子篩的吸附塔組成，當(dāng)潔凈的壓縮空氣進(jìn)入吸附塔時，由于其中的O2在碳分子篩內(nèi)擴(kuò)散速率較快，使N2在氣相中得到富集；另一塔已完成吸附的碳分子篩則被減壓解吸，然后用N2吹掃再生，使其恢復(fù)原有吸附能力，兩塔交替循環(huán)，即可得到純度為99%-99.9%的廉價氮氣。再用氮氣凈化裝置除去其中微量的O2，H2O等雜質(zhì)，N2純度可達(dá)99.999%以上。

2、工藝特點：

能耗低，故運行成本比其它制氮工藝低；

結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小；

微電腦控制，只要輕輕一按，30分鐘，即可產(chǎn)出合格氮氣，即開即用，實現(xiàn)無人值守，純度、流量長期穩(wěn)定；

使用方便，省去了不斷更換鋼瓶的麻煩；

使用更安全，且無須支付運費。

3、應(yīng)用范圍

金屬熱處理--滲碳、碳氮共滲、光亮退火、粉末金屬及磁性材料燒結(jié)、氮基氣氛保護(hù)

石油天然氣、化學(xué)工業(yè)--管道及容器空氣置換、注氮采油、化工過程保護(hù)氣

電子工業(yè)--半導(dǎo)體及電子元件生產(chǎn)的氮氣保護(hù)

煤炭工業(yè)--煤礦井下防滅火

食品工業(yè)--充氮包裝、保鮮、酒類保存

醫(yī)藥工業(yè)--原料及藥品充氮保存，中草藥防蟲、防霉

玻璃工業(yè)--浮法玻璃生產(chǎn)過程的保護(hù)

其他需用氮氣的工業(yè)部門

第四篇：國內(nèi)變壓吸附制氮技術(shù)概述

國內(nèi)變壓吸附制氮技術(shù)概述

摘自中國氣體網(wǎng) 河北大化集團(tuán)TDI責(zé)任有限公司 前言

采用變壓吸附技術(shù)從空氣中提取氮氣，在中小規(guī)模用戶已經(jīng)廣泛普及。在2000Nm3/H能力范圍內(nèi)，比深冷更具吸引力，已經(jīng)成為氮氣市場的主流，它不但生產(chǎn)過程簡單維護(hù)操作方便，產(chǎn)品純度在一定范圍內(nèi)可以任意調(diào)節(jié)，而且規(guī)模從幾十到上千方規(guī)模可以任意選用。工藝介紹

以空氣為原料，變壓吸附制氮技術(shù)是在常溫下利用O2和N2在吸附劑上的吸附速率的差異或吸附容量不同，采用在高壓下吸附，低壓下解吸原理來制備的。根據(jù)不同性能的吸附劑，制氮的機理也不相同。目前變壓吸附制氮采用碳分子篩（CMS）和沸石分子篩（MS）兩種技術(shù)。碳分子篩制氮（CMS）是利用碳分子篩對O2和N2吸附速率不同的原理來分離N2的。碳分子篩是一種非極性速度分離型吸附劑，通常以煤為原料，以紙張或焦油為粘結(jié)劑加工而成。它之所以能對氧氮分離主要是基于氧氣和氮氣在碳分子篩上的擴(kuò)散速率不同（35℃時擴(kuò)散速率，O2為6.2×10-5，N2為2.0×10-6），氧氣在碳分子篩上的擴(kuò)散速度大于氮氣的擴(kuò)散速度，使得碳分子篩優(yōu)先吸附氧氣，而氮氣富集于不吸附相中，從而在吸附塔流出得到產(chǎn)品氮氣。碳分子篩制氮一般采用2個吸附塔，原料壓縮空氣經(jīng)過冷干機除去氣體中的水分和微量油進(jìn)入床層，O2等雜質(zhì)迅速吸附在床層上，N2得以分離在吸附塔出口得到，吸附結(jié)束后經(jīng)過均壓和真空解吸或者常壓解吸，使吸附劑的雜質(zhì)組分脫除再生，2個塔循環(huán)交替吸附再生。真空解吸或者常壓解吸再生的目的是為了往復(fù)利用吸附劑。真空法較常壓法能耗高，但產(chǎn)品氣純度高。實際中這兩種解吸方法都在應(yīng)用，不過為了降低能耗，真空解吸方式逐漸減少。碳分子篩技術(shù)能得到普氮，純度小于99.99%時相對經(jīng)濟(jì)。沸石分子篩制氮（MS）是利用沸石分子篩對O2和N2吸附容量不同的原理來分離N2的。沸石分子篩是人工合成的硅鋁酸鹽晶體，加熱到一定程度失去結(jié)晶水得到的，它由離子孔穴和帶負(fù)電荷的硅鋁骨格所結(jié)構(gòu)。它之所以能對氧氮分離主要是基于非極性的O2和N2受到極性分子的影響產(chǎn)生偶極，而O2和N2分子的誘導(dǎo)偶極與吸附劑固有的極性偶極具有吸附作用，在等溫條件下分子篩吸附N2量大于O2，從而在吸附相解吸得到N2產(chǎn)品氣，產(chǎn)品氣壓力低，使用時需要在加壓故能耗較高。MS制氮，原料壓縮空氣經(jīng)過干燥器嚴(yán)格脫除水分和CO2，然后再進(jìn)入MS分子篩床層，N2迅速吸附在床層上，O2等雜質(zhì)作為吸附廢氣排空，吸附結(jié)束后經(jīng)過真空解吸，得到產(chǎn)品N2。沸石分子篩制氮對原料要求嚴(yán)格，需要流程較為復(fù)雜投資和操作費用增加。3 裝置評價技術(shù)分析

評價一套變壓吸附裝置的優(yōu)劣，一般從產(chǎn)品純度、生產(chǎn)能力、回收率能耗等指標(biāo)衡定。產(chǎn)品純度和生產(chǎn)能力是裝置設(shè)計目的，在一般情況下均可達(dá)到，而回收率和能耗往往被忽視。回收率也是能耗的一部分，收率低消耗的原料氣也就越多，能耗也就增加。能耗一般指用于原料氣或產(chǎn)品氣生壓和真空解吸所消耗的電能。從運行裝置來看，一般氮氣回收率在45-60%之間，單位能耗0.35KWh/Nm3左右。一般真空解吸流程能耗高于常壓解吸流程。流程合理吸附劑性能高的裝置，回收率高能耗低。

以99.5%純度氮氣裝置為例。

制氮方法 碳分子篩 沸石分子篩

能耗 KWh/Nm3 0.35 0.5-0.6 低溫法 0.25 影響裝置性能的因素有吸附壓力和吸附時間。經(jīng)驗表明，提高吸附壓力可以增大碳分子篩的吸附容量，提高氮氣純度，但壓力達(dá)到0.6Mpa時床層死空間等因素反而導(dǎo)致純度降低能耗增高。吸附時間越長，產(chǎn)品純度越低，但回收率高，氣流切換次數(shù)少碳分子篩粉化程度輕。氮氣的產(chǎn)量和純度是一對對立的因素，氮氣出氣量越高，純度越低回收率越低，反之亦然。

碳分子篩 沸石分子篩 加氫脫氧技術(shù) N2純度 98.5-99.9% 99.9-99.99% 99.99%以上

消耗 流程及投資 低 高

少 大

裝置能力 大 小 小

較高 大 技術(shù)發(fā)展和展望

變壓吸附制氮技術(shù)的發(fā)展主要是吸附劑技術(shù)的發(fā)展。1977年德國埃森礦業(yè)研究有限公司BergauForschung（B.F公司）研制開發(fā)了碳分子篩制氮技術(shù)以來，日本美國等都迅速發(fā)展起來。1981年吉林化公設(shè)計研究院研制的碳分子篩通過了省級鑒定，隨后中國船舶工業(yè)總公司也研制開發(fā)了碳分子篩。1986年浙江長興化工廠采用上海化工研究院技術(shù)生產(chǎn)的碳分子篩成為國內(nèi)主要碳分子篩生產(chǎn)力量。國外大批量生產(chǎn)碳分子篩的有德國BF公司、美國Calgon碳公司、日本Takeda化學(xué)工業(yè)公司和Kuraray化學(xué)品公司。國內(nèi)上海化工設(shè)計院、四川天一科技、溫州瑞氣空分設(shè)備有限公司等企業(yè)生產(chǎn)氮氣裝置規(guī)模和技術(shù)水平發(fā)展速度很快，接近世界先進(jìn)水平。通過對不同的分子篩比較，國內(nèi)碳分子篩的產(chǎn)氮率還遠(yuǎn)低于國外產(chǎn)品，主要原因是國產(chǎn)碳分子篩比表面積僅是BF公司的55%，微孔不夠發(fā)達(dá)。造成此狀況的原因是沒有完全掌握制作工藝條件和原料配比，檢測設(shè)備落后無法及時監(jiān)控生產(chǎn)，原料煤雜質(zhì)高等。近年來國內(nèi)碳分子篩也有了長足進(jìn)步，以浙江長興化工廠的碳分子篩的產(chǎn)氮率也接近180Nm3/h·t，但是性能不穩(wěn)定易粉化，使用超過3-6年產(chǎn)氣量明顯下降。工藝流程的設(shè)計發(fā)展與七八十年相比也有了很大發(fā)展。用產(chǎn)品氮氣的充壓和沖洗等流程的采用，提高了氮氣回收率和產(chǎn)量。從2塔流程發(fā)展到三塔四塔流程，提高了裝置的經(jīng)濟(jì)性能。特別是不等勢均壓的應(yīng)用，使均壓后的2個吸附塔內(nèi)氮氣純度不同，從而降低排空氣體的含氮量，提高回收率。從變壓吸附制氮運行裝置來看，國內(nèi)主流流程為以國外碳分子篩為吸附劑，采用雙塔流程，在0.6-0.8Mpa吸附壓力下，利用氮氣沖洗和常壓解吸流程，提取氮氣。這種配置能耗低，在0.3-0.4Nm3/kw·h左右。最新碳分子篩研究技術(shù)是向碳分子篩中添加氧化鐵，以其磁性增加碳分子篩對氧氣的選擇吸附性。日本有過書面報道，大連理工大學(xué)也進(jìn)行了這方面的研究。在將來變壓吸附制氮技術(shù)生產(chǎn)的氮氣純度高于99.999%是極為可能的。從目前制氮技術(shù)應(yīng)用來看，碳分子篩技術(shù)成為主流技術(shù)，沸石分子篩技術(shù)由于處理原料氣和真空解吸等繁雜步驟應(yīng)用較少。盡管沸石分子篩技術(shù)可以提取高純氮，不過能耗高規(guī)模也在200 Nm3以下。高純氮制取一般采用加氫脫氧技術(shù)，在普氮中加入適量的氫氣，在加氫脫氧催化劑作用下，氫氣和氧氣反應(yīng)生成水，然后再除去殘余的氫或氧，最后通過干燥塔除去水分得到高純氮氣。結(jié)束語

隨著吸附劑進(jìn)一步發(fā)展和工藝流程的合理改進(jìn)，以其明顯的經(jīng)濟(jì)效益和簡單的操作維護(hù)在各個行業(yè)推廣前景將更加廣闊。

第五篇：惰性氣體系統(tǒng)IGS(變壓吸附制氮系統(tǒng))操作規(guī)程（本站推薦）

變壓吸附制氮系統(tǒng)操作規(guī)程

啟動前的檢查

1.需先進(jìn)行重載問詢和檢查總電源； 2.檢查緩沖罐下排污閥是否已關(guān)閉；

3.打開電氣柜中的空壓機，干冷機、制氮機等主電源空氣開關(guān)； 4.打開空壓機的出口閥和制氮機的進(jìn)口閥門；

5.打開空壓機和干冷機的冷卻水進(jìn)、出口閥后，然后啟動空壓機和干冷機的冷卻水泵；

6.檢查觸摸屏中“參數(shù)設(shè)定”時間設(shè)定是否正確有效。

啟動：

1.按下制氮機面板上的電源按鈕，按下制氮機“運行/停止”按鈕（注意：只能按一下，如連按兩下就不能啟動該系統(tǒng)），進(jìn)入自動開機程序（空壓機、干冷機、制氮機啟動）。

2.當(dāng)空氣罐壓力在0.5MPA以上，打開驅(qū)動氣進(jìn)口球閥，系統(tǒng)開始往后級供氣。調(diào)節(jié)氮氣出口減壓閥至需要的壓力和流量，打開放空閥至適當(dāng)流量，根據(jù)控制面板上的觸摸屏顯示流程圖或兩個吸附塔的壓力變化來判斷兩吸附塔的是否正常切換，每個氣動閥動作是否正確。

3.接通氧分儀電源，打開取樣針型閥，調(diào)節(jié)取樣流量計，使流量在300 ml/min左右，檢測氮氣純度。

4.檢測過濾器下球閥是否已打開，排水器排水是否正常。當(dāng)啟動前檢查完成，指標(biāo)均達(dá)要求，各個部件運行正常的情況下，再次啟動只需檢查電源供給是否正常，按下“運行/停止”按鈕，制氮機便可進(jìn)入正常運行狀態(tài)。

停機

1.關(guān)閉氮氣出口閥和取樣閥。

2.按下制氮機“運行/停止”按鈕，設(shè)備進(jìn)入關(guān)機程序段，綠色運行指示燈開始閃爍，30秒鐘后熄滅，這時關(guān)機程序結(jié)束，切斷制氮機、冷干機和空壓機電源。