本套制氮系統(tǒng)是由壓縮空氣裝置、壓縮空氣凈化裝置、變壓吸附制氮裝置等設(shè)備組成。
一、 壓縮空氣系統(tǒng)
壓縮空氣系統(tǒng)由螺桿式壓縮機(jī)和空氣緩沖罐組成,提供變壓吸附制氮裝置所需的氣源。該系統(tǒng)提供穩(wěn)定的輸出壓力和足夠的氣量?諌簷C(jī)選用運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,維護(hù)簡單,低噪音,無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)的螺桿式空壓機(jī)?諝饩彌_罐主要是作為氣源的緩沖器,起穩(wěn)定和儲存作用,此外還可以收集和排除進(jìn)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。
空壓機(jī)的排氣能力稍大于制氮機(jī)額定產(chǎn)量下的空氣耗量,由于其啟停受到排氣壓力控制,當(dāng)排氣量大于耗氣量時,排出壓力上升,空壓機(jī)停止;反之則空壓機(jī)啟動。通過如此循環(huán)啟停,使空壓機(jī)排氣量適合制氮機(jī)耗氣量要求,并適應(yīng)生產(chǎn)線在變工況時(低于額定產(chǎn)量)的運(yùn)行需要。
二、 空氣凈化系統(tǒng)
從緩沖罐出來的壓縮空氣首先進(jìn)入C級過濾器實(shí)現(xiàn)粗過濾,然后進(jìn)入冷凍式干燥機(jī),將壓縮空氣強(qiáng)制降溫,使空氣中的水蒸汽冷凝,凝結(jié)成的液態(tài)水夾帶塵、油排出機(jī)外。冷干機(jī)較好放置于壓縮機(jī)房。工藝流程采用冷凍干燥機(jī)除油水,基于三點(diǎn)原因:
1、 后級T級送氣管路過濾器進(jìn)氣口非常大液體負(fù)載:2000ppm w/w露點(diǎn)<-12℃,不采用冷凍干燥機(jī),T級送氣管路過濾器易失效;
2、 冬季室外氣溫較低,壓縮空氣溫度降低后析出水分,堵塞管路系統(tǒng),管路系統(tǒng)需傾斜并作排液;
3、 管路系統(tǒng)析出水份后易腐蝕生銹。
冷干燥機(jī)的后準(zhǔn)確度過濾器組,準(zhǔn)確過濾器組由二級過濾器組成。分別是T級主管路過濾器與A級效率高除油霧過濾器。T級主管路過濾器準(zhǔn)確度為1um,濾除1um和更大的固態(tài)與液態(tài)顆粒,殘留油份含量1ppm w/w。A級效率高除油霧過濾器過濾精度0.01um濾除0.01um和更大的固態(tài)與液態(tài)顆粒,99.999+%油霧;殘留油份含量0.001ppm w/w。壓縮空氣品質(zhì)達(dá)到ISO8573.1質(zhì)量等級1級。
三、 變壓吸附制氮系統(tǒng)
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(jìn)入變壓吸附制氮裝置,流經(jīng)裝填有碳分子篩(CMS)的吸附塔。壓縮空氣由下至上流經(jīng)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?dú)庠诔隹谔幈皇占蔀楫a(chǎn)品氣,由吸附塔上端流出,進(jìn)入緩沖罐。經(jīng)一段時間后,吸附塔中被碳分子篩吸附的氧達(dá)到飽和,需進(jìn)行更新。
更新是通過停止吸附步驟,降低吸附塔的壓力來實(shí)現(xiàn)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,完成更新過程。
兩個吸附塔交替進(jìn)行吸附和更新,從而產(chǎn)生流量和純度穩(wěn)定的產(chǎn)品氮?dú)狻芍晃狡鞯那袚Q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(yōu)劣取決于吸附器、碳分子篩、工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)以及電磁氣動閥等部件的性能。我公司生產(chǎn)的變壓吸附制氮裝置選用日本三菱公司生產(chǎn)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(chǎn)的電磁氣動閥。
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