變壓吸附原理

變壓吸附 (Pressure Swing Adsorption簡(jiǎn)稱PSA)是一種新型氣體吸附分離技術(shù)語(yǔ)它有如下優(yōu)點(diǎn)： ⑴產(chǎn)品純度高，⑵一可在室溫和不高的壓力下工作，床層再生時(shí)不用加熱，節(jié)能經(jīng)濟(jì)，⑶設(shè)備簡(jiǎn)單，操作，維護(hù)簡(jiǎn)便，⑷連續(xù)循環(huán)操作，可達(dá)到自動(dòng)化。

1960年SKarstrom提出PSA，他以5A沸石分子篩吸附劑，用一個(gè)兩床PSA裝置，從空氣中分離出富氧，該過(guò)程經(jīng)過(guò)改進(jìn)，于60年代投入工業(yè)生產(chǎn)。70年代變壓吸附技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用取得了突 破性進(jìn)展，主要應(yīng)在氧，氮分離的技術(shù)進(jìn)展是把新型吸附劑－碳分子篩與變壓吸附結(jié)合起來(lái)，將空氣中的O₂和N₂加以分離，從而獲得氮?dú)?。?guó)內(nèi)從80 年代開(kāi)始變壓吸附空分制氮技術(shù)和設(shè)備的研制和開(kāi)發(fā)，豐沃公司是其中之一，通過(guò)二十年來(lái)的發(fā)展，有了其獨(dú)到的技術(shù)，并建立了完善的質(zhì)保體系。

碳分子篩是一種以煤粉為原料，經(jīng)特殊加工而成的墨色顆粒。其表面布滿了無(wú)數(shù)的微孔。其分離空氣的原理取決于空氣中氧和氮在碳分子篩微孔中的不同擴(kuò)散速度，

氧擴(kuò)散到分子篩微孔中速度比氮擴(kuò)散速度快得多，使氧分子吸附于碳分子篩的固相，而氮分子則在氣相中得到富集，同時(shí)，碳分子篩吸附氧的容量，因其壓力升高而增大，因其壓力下降而下降減少。這樣，碳分子篩在加壓時(shí)吸附，減壓解吸出氧的成份，形成循環(huán)操作，達(dá)到分離空氣的目的。簡(jiǎn)稱PSA制氮。

                                        控制系統(tǒng)

1、由PLC控制器、電磁閥組、壓力變送器以及渦街流量計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可任意調(diào)節(jié)壓力、流量、氣動(dòng)角座閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，氣缸壓緊時(shí)下限自動(dòng)報(bào)警，確保氮?dú)饧兌?、流量控制?/span>

2、人機(jī)界面數(shù)字化監(jiān)測(cè)顯示變壓吸附制氮裝置的工作狀態(tài)，角座閥的工作狀態(tài)，整個(gè)工藝流程示意圖、氣源壓力、吸附壓力、成品氮?dú)獬隹趬毫?、成品氮?dú)饧兌?、流量、并?duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，

3、通過(guò)程序設(shè)置對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)閱，查看歷史記錄。

4、支持多套制氮裝置的控制，實(shí)現(xiàn)多機(jī)聯(lián)控，可設(shè)定任一臺(tái)為主機(jī)，當(dāng)主機(jī)產(chǎn)供氮量不足時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)輔機(jī)給予補(bǔ)充，達(dá)到節(jié)能的目的。

5、對(duì)不合格氮?dú)饪刂剖蛊湓俅挝街钡竭_(dá)到合格氮?dú)猓蠓葴p少了不合格氮?dú)庵苯优趴諒亩档湍芎摹?/span>

6、不合格氮?dú)饪蓪?shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，在線監(jiān)控氮?dú)饧兌龋_保所需氮?dú)饧兌确€(wěn)定，開(kāi)機(jī)初期的低純度氮?dú)庾詣?dòng)排空，到達(dá)指標(biāo)后送氣。

              制氮機(jī)的特點(diǎn)

1、*的內(nèi)構(gòu)件*的內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)，充分考慮并且避免了氣流高速?zèng)_擊帶來(lái)的分子篩粉化現(xiàn)象，同時(shí)避免了粉化的粉末進(jìn)入管道、閥門引起的閥門泄漏、卡死等現(xiàn)象。

2、高效率填裝技術(shù)伸展扭轉(zhuǎn)式振動(dòng)填裝技術(shù),使碳分子篩裝填更加均勻密實(shí)，使磨擦系數(shù)降到點(diǎn)，以保證碳分子篩在吸附過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間不產(chǎn)生粉化現(xiàn)象，不需定期補(bǔ)充昂貴的碳分子篩。

3、碳分子篩選用國(guó)內(nèi)外的分子篩廠家合作，可根據(jù)用戶工況選配產(chǎn)品。亦可選用國(guó)外廠家（日本武田或同等質(zhì)量）的碳分子篩，產(chǎn)品具有硬度強(qiáng)，氮?dú)饣厥章矢撸褂脡勖L(zhǎng)（正常使用達(dá)8年以上）等特點(diǎn)。保證了 氮?dú)獾馁|(zhì)量、純度和壽命。

4、特殊的氣體擴(kuò)散結(jié)構(gòu)吸附塔的氣體擴(kuò)散器采用發(fā)散性萬(wàn)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)部設(shè)有特殊的氣流擴(kuò)散裝置，首先壓縮空氣從帶旋風(fēng)裝置的頸口進(jìn)入,通過(guò)專用的瓷球(利用瓷球球狀型及其的硬度)使氣體在擴(kuò)散時(shí)呈“S”形流動(dòng)，再通過(guò)雙層不銹鋼絲網(wǎng)和活化處理后的分子篩才充分和碳分子篩接觸，使氣流在吸附過(guò)程與解吸過(guò)程更加均勻、平穩(wěn)，限度減輕氣體分子對(duì)碳分子篩的撞擊，更有利于保證氮?dú)饧兌?、保證碳分子篩的長(zhǎng)期有效使用。

5、復(fù)合床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)吸附塔復(fù)合床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),保證了進(jìn)入碳分子篩的空氣含水量低于-45℃，使得碳分子篩不至于吸附過(guò)量的水分而影響機(jī)械強(qiáng)度的下降，有利于碳分子篩的長(zhǎng)期使用壽命。

6、特殊不等式均壓流程豐沃公司生產(chǎn)的制氮裝置，設(shè)備采用了不等勢(shì)均壓流程，不等勢(shì)均壓流程是對(duì)傳統(tǒng)等式均壓流程的下均壓位置作了改進(jìn)。不等式均壓時(shí)氣體從吸附結(jié)束的吸附塔中部引出進(jìn)入脫附結(jié)束的吸附塔底部，根據(jù)制氮機(jī)氮?dú)饧兌仍谖剿?nèi)是從下到上逐步遞增的,這樣將氮?dú)饧兌容^高的氣體從吸附塔均壓到解吸塔，提高了解吸塔的氮?dú)鉂舛?，同時(shí)降低了解吸塔內(nèi)碳分子篩對(duì)氧氣的吸附，提高了碳分子篩的利用率。不等勢(shì)均壓流程比等勢(shì)均壓流程更加合理、科學(xué)、成熟，其直接效果是氮?dú)饣厥章侍岣?，產(chǎn)氣量上升，間接效果是節(jié)約能耗。同時(shí)也提高了氮?dú)饣厥章屎吞挤肿雍Y利用率

7、制氮裝置噪聲控制在消聲器的工作位置采用了發(fā)散性萬(wàn)向螺旋結(jié)構(gòu)，降低氣流的速度并改變其運(yùn)行方向，采用大面積的多重折回式減壓器及其所配備的吸音材料，對(duì)已經(jīng)減速的氣流進(jìn)一步減速、減壓并吸收，有效控制制氮裝置產(chǎn)生的噪音。

                         制氮機(jī)的用途

1、石油天然氣行業(yè)專用制氮機(jī)適用于大陸石油及天然氣開(kāi)采、沿海及深海石油及天然氣開(kāi)采中的氮?dú)獗?/span>護(hù)、 輸送、覆蓋、置換、搶險(xiǎn)、維修、注氮采油等領(lǐng)域，有安全性高、適應(yīng)強(qiáng)、連續(xù)性生產(chǎn)等特點(diǎn)。

2、化工行業(yè)專用制氮機(jī)適用于石油化工、煤化工、鹽化工、天然氣化工、精細(xì)化工、新材料等及其衍伸化產(chǎn)品加工行業(yè)，氮?dú)庵饕糜诟采w、吹掃、置換、清洗、壓力輸送、化學(xué)反應(yīng)攪動(dòng)、化纖生產(chǎn)保護(hù)、充氮保護(hù)等領(lǐng)域。

3、冶金行業(yè)專用制氮機(jī)適用于熱處理、光亮退火、保護(hù)加熱、粉末冶金、銅材鋁材加工、磁性材料燒結(jié)、金屬加工、軸承生產(chǎn)等領(lǐng)域。具有純度高、連續(xù)生產(chǎn)、部分工藝要求氮?dú)夂欢康臍湟栽黾庸饬炼鹊忍?/span>點(diǎn)。

4、煤礦行業(yè)專用制氮機(jī)適用于煤炭開(kāi)采中的防火滅火、瓦斯及煤氣稀釋等領(lǐng)域，具有地面固定式、地面移動(dòng)式、井下移動(dòng)式三種規(guī)格，充分滿足不同工況下的氮?dú)庑枨蟆?/span>

5、橡膠輪胎行業(yè)專用制氮機(jī)適用于橡膠及輪胎生產(chǎn)硫化過(guò)程中的氮?dú)獗Ｗo(hù)、成型等領(lǐng)域，特別是在全鋼子午線輪胎生產(chǎn)中，用氮?dú)饬蚧鹿に囈阎鸩饺〈羝蚧に嚕哂械獨(dú)饧兌雀?、連續(xù)性生產(chǎn)、氮?dú)鈮毫^高等特點(diǎn)。

6、食品行業(yè)專用制氮機(jī)適用于糧食綠色倉(cāng)儲(chǔ)、食品充氮包裝、蔬菜保鮮、酒類封(罐)裝和保存等。 

7、防爆型制氮機(jī)適用于化工、石油天然氣等對(duì)設(shè)備有防爆要求的場(chǎng)所。 

8、藥行業(yè)專用制氮機(jī)主要用于藥品生產(chǎn)、儲(chǔ)存、封裝、包裝等領(lǐng)域。  

9、電子行業(yè)專用制氮機(jī)適用于半導(dǎo)體生產(chǎn)封裝、電子元器件生產(chǎn)、LED、LCD液晶顯示器、鋰電池生產(chǎn)等領(lǐng)域，制氮機(jī)具有純度高、體積小、噪聲低、能耗低等特點(diǎn)。 

10、集裝箱式制氮機(jī)適用于石油、天然氣、化工及其它相關(guān)領(lǐng)域，即有適應(yīng)性強(qiáng)、可移動(dòng)作業(yè)等特點(diǎn)。

11、車載移動(dòng)式制氮車適用于石油天然氣行業(yè)的開(kāi)采、管道吹掃、置換、應(yīng)急搶險(xiǎn)、、液體的稀釋等領(lǐng)域、分為低壓、中壓、高壓系列，具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、可移動(dòng)作業(yè)等特點(diǎn)。

12、汽車輪胎沖氮氮?dú)鈾C(jī)，主要用于汽車4S店、汽車維修廠的汽車輪胎沖氮，可延長(zhǎng)輪胎使用壽命，降低噪音和油耗。