99.999%纯度制氮机

 2 PSA技术具有以下优点  

  变压吸附（Pressure  Swing  Adsorption，简称PSA）是一种先进的气体分离技术，它在当今的现场快速供气及对比节约成本方面具有不可替代的地位。

†产品纯度可以随流量的变化进行调节；

†在低压和常压下工作，节能；

†设备简单，维护简便

†微机控制，全自动无人操作。

4.3 PSA制氮吸附剂

    吸附剂是PSA制氮设备的核心部分，通常PSA制氮设备选择的是碳分子筛，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附；利用此特性来制取氮气快速也经济！

4.4 变压吸附原理 

  PSA是一种先进的气体分离技术，以进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。

  氧、氮两种气体分子在分子筛表面上的扩散速率不同，直径较小的气体分子（O2）扩散速率较快，较多的进入碳分子筛微孔，直径较大的气体分子（N2）扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少。利用碳分子筛对氮和氧的这种选择吸附性差异，导致短时间内氧在吸附相富集，氮在气体相富集，如此氧氮分离，在PSA条件下得到气相富集物氮气。

  碳分子筛对氧和氮在不同压力下、某一时间内吸附量的变化差异曲线：如下图示

  

   

 一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程为再生。根据再生压力的不同，可分为真空再生和常压再生；常压再生利于分子筛的再生，易于获得高纯度气体。

4.5 PSA制氮工艺工作方式：

    通常使用两吸附塔并联，由全自动PLC控制系统按特定可编程序严格控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，完成氧氮分离，获得所需高纯度的氮气。

PSA碳分子筛制氮装置中有两个装满碳分子筛的吸附塔，洁净、干燥的压缩空气进入变

压吸附制氮装置，流经装填有碳分子筛（CMS）的吸附塔。压缩空气由下至上流经吸附塔，

利用分子筛在不同压力下对氮和氧等的吸附力不同，氧气、水、二氧化碳等组份在碳分子筛表面吸附，未被吸附的氮气在出口处被收集成为产品气，由吸附塔上端流出，进入缓冲罐；经一段时间后，吸附塔中被碳分子筛吸附的氧达到饱和，需进行再生。再生是通过停止吸附步骤，降低吸附塔的压力来实现的。已完成吸附的吸附塔短期均压后开始降压，脱除已吸附的氧气、水、二氧化碳等组份，完成再生过程。两个吸附塔交替进行吸附和再生，从而产生流量和纯度稳定的产品氮气。两只吸附塔的切换由PLC控制的程控阀气动阀自动完成；

   变压吸附制氮装置的性能优劣取决于吸附碳分子筛、自动控制器、程控气动阀、电磁阀等硬件组件的性能以及工艺流程、吸附塔结构、装填压紧工艺等技术力量支持！

4.6 杜尔气体PSA制氮装置的优势：

  a.先进的吸附器结构和PSA工艺流程设计；

结合德国Carbotech公司及美国APCI公司先进的吸附器结构设计和优化的丁字型变压吸附流程，确保碳分子筛的吸附效率与寿命的佳结合，在当今气体分离行业中处于技术水平。

b.的PSA工艺程序设计；

     PSA制氮由多年技术探索与现场工程技术调试相结合并联合国内大中院校师资力量和斥资引进国外较为先进技术成果，杜尔一直坚信不断技术创新，才能盛久不衰！

   †开机程序：

       制氮机开机启动后进入开机程序。开机程序为两吸附塔按照吸附周期进行切换，但不输出氮气至氮气工艺罐。目的是使两吸附塔内的碳分子筛适应吸附工况，避免开机初始碳分子筛再生不，造成每次开机后达到纯度正常时间延长并且增加碳分子筛的吸附疲劳强度；开机程序时间约为6分钟。

  †运行程序：

开机程序结束后自动进入运行程序。运行程序为两吸附塔按照吸附周期进行切换，同时输出氮气至氮气工艺罐。A塔进气吸附输出氮气，B塔解吸再生；A塔吸附及B塔再生结束后，AB塔均压；均压后 B塔进气及氮气回流后吸附输出氮气，A塔解吸再生。运行程序以约120s周期循环进行

  †关机程序：

     当由于其他因素要求停机时，按启动停止按钮自动进入关机程序。进入关机程序后制氮机并非立即停止工作；首先吸附塔停止进气及输出氮气；第二步A塔B塔同时放空解吸。关机程序时间为1分钟左右；采用关机程序可避免残留在吸附塔内的氧气被碳分子筛长期吸附直至下次开机，从而可降低碳分子筛的吸附疲劳强度延长碳分子筛的使用寿命。

  c.旋风蜂窝式气体分布结构及补偿性氮气反吹快速再生工艺

    旋风蜂窝式气体分布结构，气体分布均匀，是吸附塔按佳高径比设计的前提；采用此技术有效地避免了气流对碳分子筛的局部冲击，大大延长了碳分子筛的使用寿命；同时避免了隧道效应，保证气流均匀的通过碳分子筛床层，提高了碳分子筛的利用率。

    杜尔控制系统工艺设计了氮气补偿性反吹快速再生工艺，可使解吸吸附塔的富氧分子快速排出，为下次吸附工作节约时间更使氮气纯度进一步提高！

   d.暴风雪式分子筛装填工艺及可靠的自动压紧及风炮补偿压紧方式

采用德国Carbotech公司暴风装置，分子筛装填密度提高了5%，大大减少碳分子筛之间的空隙，有效地控制住因分子筛相互间的碰撞而造成的粉化现象；

两种装填工艺对比见下表：

项  目   振动式   暴风雪式   说 明   

装填密度(kg/m3)   620 - 680   700－720   实践数据   

装填均匀度   有隧道效应   均匀一致      

    同时再采用德国技术的自补偿式压紧方式可以：分子筛装填密度大，防止流化现象并延长了分子筛使用寿命，正常使用寿命可达5-8年；同时不用再补充或添加分子筛；分子筛均匀紧密，避免了隧道效应，保证气流均匀通过工作床层，使分子筛得到充分利用，提高了产氮效率；并同时了分子筛突然下沉现象的发生。

   e碳分子筛的选用：制氮机碳分子筛是一种以天然椰壳或煤粉为原料，经特殊的粉化、造孔、加工而成的专门用于提纯空气中的氮气的吸附剂，分子筛的比表面积大，其孔径分布非常集中均匀，只比氧分子直径略大，因此非常有利于对空气中氮氧的分离。