碳脫氧氮氣機設備

簡要描述：碳脫氧氮氣機設備是以潔凈、干燥的壓縮空氣為原料，利用一種高效能、高選擇性的固體吸附劑（碳分子篩）對氮和氧的選擇性吸附的性能把空氣中的氮和氧分離出來。

廠商性質：生產廠家
更新時間：2023-11-21
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　　系統工藝流程簡介

　　根據貴公司的要求結合貴公司的現場使用情況佳業公司特為貴公司設計如下技術方案供參考：

　　(詳見下方框圖)

　　佳業氮氣設備的工藝流程說明

(一)工藝原理簡介：

　　碳脫氧氮氣機設備

　　變壓吸附制氮是以潔凈、干燥的壓縮空氣為原料，利用一種高效能、高選擇性的固體吸附劑(碳分子篩)對氮和氧的選擇性吸附的性能把空氣中的氮和氧分離出來。碳分子篩是非極性分子，優先吸附氧。碳分子篩對氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在碳分子篩表面的擴散速率不同，較小直徑的氣體(氧氣)擴散較快，較多進入分子篩固相，較大直徑的氣體(氮氣)擴散較慢，較少進入分子篩固相。這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時間后，分子篩對氧的吸附達到平衡，根據碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附，這一過程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯，交替進行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續得氮氣流。

　　(二)碳脫氧氮氣機設備方案描述：

　　本套裝置由壓縮空氣系統、壓縮空氣凈化系統、變壓吸附制氮系統、氮氣純化系統組成。

　　1. 壓縮空氣系統

　　a、壓縮空氣系統由壓縮機和空氣緩沖罐組成，提供變壓吸附制氮裝置所需的壓縮空氣。工藝要求該系統提供穩定的輸出壓力和足夠的氣量。空壓機選用運轉可靠，維護簡單，低噪音，無基礎運轉的空壓機。

　　b、空氣緩沖罐主要是作為壓縮空氣的緩沖器，起穩定和儲存作用，此外還可以收集和排除進入壓縮空氣源的大部分油水冷凝液。緩沖罐裝有壓力表，安全閥，排污口。

　　2. 壓縮空氣凈化系統

　　從緩沖罐出來的經過壓縮的空氣首先進入9級過濾器，然后進入冷凍式干燥機。讓壓縮空氣強制降溫，使空氣中水蒸汽冷凝結成液態水夾帶塵、油排出機外。冷干機好放置于壓縮機房。工藝流程采用冷凍干燥機除油水，基于四點原因：一是后級7級送氣管路過濾器進氣口大液體負載：2000ppm w/w(露點﹤-12℃)，不采用冷凍干燥機，7級送氣管路過濾器易失效；二是冬季室外氣溫較低，壓縮空氣溫度降低后析出水份，堵塞管路系統，管路系統需傾斜并制作排液；三是管路系統析出水份后易腐蝕生銹；四是以后如需提高氮氣純度，空氣凈化是*的。

　　冷干機的后級為精密過濾器組，精密過濾器組由二級過濾器組成。分別是7級主管路過濾器，3級高效除油霧過濾器。7級送氣管路過濾器精度為1um，濾除1um和更大的固態與液態顆粒，殘留油份含量1ppm w/w。3級高效除油霧過濾器過濾精度0.01um，濾除0.01um和更大的固態與液態顆粒，99.999+%油霧；殘留油份含量0.001 ppm w/w。壓縮空氣品質達到 ISO8573.1質量等級1級。這樣潔凈干燥的壓縮空氣便可進入后級制氮部分經變壓吸附產生純度≥98%的氮氣。

　　3. 變壓吸附制氮系統

　　PSA碳分子篩制氮裝置中有兩個裝滿碳分子篩的吸附塔，潔凈、干燥的壓縮空氣進入變壓吸附制氮裝置，流經裝填有碳分子篩(CMS)的吸附塔。壓縮空氣由下至上流經吸附塔，利用分子篩在不同壓力下對氮和氧等的吸附力不同，氧氣、水、二氧化碳等組份在碳分子篩表

　　面吸附，未被吸附的氮氣在出口處被收集成為產品氣，由吸附塔上端流出，進入緩沖罐。經一段時間后，吸附塔中被碳分子篩吸附的氧達到飽和，需進行再生。

　　再生是通過停止吸附步驟，降低吸附塔的壓力來實現的。已完成吸附的吸附塔短期均壓后開始降壓，脫除已吸附的氧氣、水、二氧化碳等組份，完成再生過程。

　　兩個吸附塔交替進行吸附和再生，從而產生流量和純度穩定的產品氮氣。兩只吸附器的切換由PLC控制的程控閥自動完成。一臺變壓吸附制氮裝置的性能優劣取決于吸附器、碳分子篩、工藝流程、設備結構以及電磁氣動閥等部件的性能。我公司生產的變壓吸附制氮裝置選用日本歐姆龍公司生產的PLC可編程序控制器，選用德國BF碳分子篩、德國BURKET公司生產的電磁氣動閥。

　　4.氮氣純化裝置

　　氮氣純化裝置采用碳燃燒除氧法，根據氮氣中雜質氧的含量，加入一定量的鈀碳纖維在催化劑的作用下，其化學反應*，脫氧后氮氣中殘氧含量可小于0.1PPM，脫氧后的氮氣經過冷卻后進入裝有分子篩器吸附器內，氮氣中的水份和CO2被分子篩深度吸附，經過濾后可獲得高純度的氮氣。該工藝優點為產品氮氣中無氫含量，特別適合于對氫含量有嚴格要求場合。干燥器內裝有5A分子篩，氮氣中的水分被深度吸附，露點可達到-70℃。

　　氮氣純化裝置的特點:

　　公司長期針對熱處理用戶的各種不同的工藝要求以及長期廣泛地應用在熱處理行業佳業產品工程師的專業性見解更加全面，因此產品的設計思路更為完善，工藝更加成熟。氮氣純化裝置的干燥器采用內筒加熱氣流的結構，避免了加熱元件的局部過熱，使干燥器內的分子篩加熱均勻，同時具有氣流介質和筒壁兩種效應加熱分子篩床層，溫度梯度嚴格控制在工藝要求范圍之內.

　　二、技術性能指標(間歇工況)

　　(一)產品氮氣性能指標：

　　1.瞬時氣量：≥30Nm3/h

　　2.氮氣純度：≥99.999%

　　3.含氧量：≤5ppm

　　4.氮氣露點：≤-60℃

　　5.氮氣壓力：0.5Mpa

　　(二) 各分系統裝置性能及技術指標

　　1. 壓縮空氣系統

　　1.1.螺桿空氣壓縮機

　　型號:LG-1.2-8

　　工作壓力: 0.8Mpa

　　排氣量：3Nm3/min

　　功率:11KW

　　2.空氣緩罐

　　體積:0.3 m3

　　設計壓力:1.0Mpa

　　材質:碳鋼

　　2. 壓縮空氣凈化系統

　　2.1.RD-1HA型冷干機

　　額定處理量：1.5Nm3/min

　　工作壓力：1.0Mpa

　　電源電壓：3F380V50HZ

　　功率：1kW

　　出氣露點：2℃

　　2.2.HF-9離心試油水過濾器(美國原裝漢克森濾芯)

　　9級過濾器的過濾精度為3um,殘留油分5ppm.

　　HF-7主管路過濾器(美國原裝漢克森濾芯)

　　7過濾器精度為1um,殘留油分1ppm.

　　HF-3微油霧過濾器(美國原裝漢克森濾芯)

　　3級過濾器過濾精度0.01um,殘留油份0.001ppm,

　　注：以上過濾器均帶壓差表，提醒用戶更換濾芯。

　　3. PSA變壓吸附制氮裝置

　　瞬時產氮量：≥33Nm3/h

　　氮氣純度：≥99.9%

　　氮氣出口壓力：≥0.5MPa

　　氮氣露點：≤-40℃

　　功率：1KW/220V/50HZ

　　4. 氮氣純化裝置

　　瞬時氮氣量：≥30Nm3/h

　　氮氣純度：≥99.999%

　　含氧量：≤10ppm

　　氮氣出口壓力：≥ 0.5MPa

　　氮氣露點：≤-60℃

　　功率：1.2KW/220V/50HZ

　　外型尺寸: 1000×800×1700(以實際尺寸為準)

　　5.氮氣緩沖罐

　　體積:4 m3

　　設計壓力:1.0Mpa

　　材質:碳鋼

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