PSA变压吸附通用型制氮机的原理及特点
氮气是一种中性惰性气体,非活化状态下,氮气可作为保护气体用于防爆(惰化)或防止工作介质被氧化等场所,被广泛用于石油化工、天然气开采及加工、金属热处理、干燥和防腐保护等领域中。
变压吸附制氮是近来发展起来的高效节能的新型气体分离技术。 它利用空气作原料,在有电能的条件下制取氮气。 国外PSA工业制氮应用是在20世纪80年代初期,经过近30多年研究开发,变压吸附装置在降低能耗、降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面,都有了很大的进步,得以广泛应用。
杭州乐成气体设备有限公司生产的变压吸附制氮机,一般采用PSA碳分子筛为吸附剂,碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大,在短时间内(最佳吸附时间为68秒)加压情况下,氧的吸附速度大大超过氮的吸附速度,氧分子被碳分子筛大量吸附,而氮分子吸附很少,利用该特性来完成氧氮分离。 碳分子筛对氧的吸附容量随压力的降低而减少,减低压力,被吸附的氧分子则从碳分子筛中逸出,通过塔的下部进入消音器后排出大气,即可解吸,完成碳分子筛的再生。另外,碳分子筛对二氧化碳和水分也有吸附能力,且较易减压解吸。通常PSA制氮机采用双吸附并联交替进行吸附产氮,解吸再生,实现氧、 氮分离,连续供气。
传统的空气分离是采用深冷法,利用空气中氧氮等的沸点不同,使空气深冷液化,进行分离提纯。虽然分离量大,纯度高,但是工艺流程复杂,设备制造、安装、调试要求高,投资大,占地面积大,不适宜应用于中小气量。通过近三十年来的摸索,变压吸附制氮技术已经相当完善。变压吸附气体分离技术(PSA)工艺过程简单,设备制造容易,占地少,启动时间短,设备维护简便,适应性强,自动化程度高,可随时开停车不需采用特别措施。因此,近年来变压吸附在中小规模装置的应用日益增加。