如何設計制氮機空分裝置

① 選擇好的制氮機要注意哪些

從細節掌握psa制氮機選型的大方向 變壓吸附制氮機（Pressure Swing Adsorption，簡稱PSA制氮機）是一種採用碳分子篩作為吸附劑的先進氣體分離技術，它在當今世界的現場供氣方面具有不可替代的地位，普遍應用於各行各業，在現有幾百家制氮企業當中，客戶該如何選用一台性能完好的制氮機，是許多客戶面臨首選難題，對於一台制氮機的選型涉及問題較多，但只要我們仔細分析、比較、把握重點，就可以得到滿意結果。
首先，在確定具體型號規格前（即每小時產氮量、氮氣純度、出口壓力、露點），應著重對制氮機的性能和特點作全面的比較分析，同時要針對自己現有環境條件，作出正確的選擇。
第一、從以下幾個方面對制氮機進行比較和分析：
a) 整套系統設計的合理性；
b) 碳分子篩裝填技術及壓緊方式；
c) 控制閥門的使用壽命；
d) 研究開發，製造經驗、用戶業績；
第二、影響制氮機成本的因素：
1) 整套系統一次性投資；
2) 分子篩使用壽命；
3) 使用過程中所需的配件壽命及費用；
4) 操作維護、保養費用及電、水、壓縮空氣耗用量；
第三、影響制氮機穩定性因素：
制氮機是涉及機、電、儀表集一體高科技術產品，在長期使用中設備的穩定尤其重要。我們從制氮機的組成不難看出，影響穩定性有以下兩點：
1、 控制閥門：
對於變壓吸附制氮機來講，閥門必須具有以下幾點性能：
a)材質性能好，絕對不漏氣；
b)在接受控制信號的0.02秒內完成開或關動作；
c)能承受頻繁的開、關，保證足夠長的使用壽命；
1.1、閥門故障根源
正常的使用情況下，每隻程式控制閥門在每一個周期（120秒左右）必須開關一次，按制氮機每年300個工作日計算，每天24小時連續動行，吸附與解吸周期為4分鍾計，那麼每隻閥門每年需要開、關20多萬次。而只要其中一隻閥門出現故障都會影響整台設備正常。所以閥門連續使用壽命是制氮機穩定可靠的最重要一環節。
2、碳分子篩是變壓附制氮機核心：
2.1、碳分子篩性能指標：
a.硬度
b.產氮量（Nm3/T-h）
c.回收率（N2/Air）%
d.填裝密度
以上指標碳分子篩生產廠家均已在出廠時註明，但只能作為參考數據，如何使碳分子篩發揮最大效能，這跟每個制氮廠家的工藝流程以及吸附塔高徑比有著直接的關系，同時保證分子篩的使用壽命就很有講究：
2.2、 碳分子篩裝填技術：
碳分子篩裝入吸附塔時必須具備專門的填裝技術，否則極易粉化並導致失效，從工藝流程我們可以發現，當壓縮空氣高速從吸附塔底部進入時，如果沒有特殊的氣體分布器，分子篩受到氣流的強力沖擊、摩擦，容易造成分子篩的粉化。另外分子篩填入吸附塔內是不可能絕對緊密，在使用一段時間後，分子篩之間的空隙在減小，慢慢下沉，如果沒有分子篩自動填補裝置和壓緊裝置，吸附塔上部就會出現明顯空間。當壓縮空氣進入吸附塔下部時，分子篩就會在氣流的沖擊作用力下，在短時間內發生快速的位移，導致分子篩互相碰撞、摩擦並與吸附塔壁發生撞擊，這樣就容易使分子篩粉化失效。
2.3、空氣中油、水對分子篩的影響：
由於空氣含一定水和油蒸汽，經過壓縮機後，如果不經嚴格空氣凈化處理，油蒸汽容易被碳分子篩所吸附，並難以脫附，填塞分子篩孔徑，導致分子篩「中毒」失效。所以在壓縮空氣進入吸附塔前設置嚴格空氣凈化裝置，是保證分子篩使用壽命必不可少的一環。水對分子篩來講雖然不是致命的，但會使分子篩吸附「負荷」增加，即影響其吸附O2、CO2之能力，因此壓縮空氣乾燥除水，是提高分子篩吸附能力和穩定不可忽視的問題。
3、方案剖析
針對以上各種難題薩普做了專項研發，為此對整套制氮系統做了精心的設計和布置，整套制氮裝置包含以下幾部分。
3.1系統流程圖

3.1.1空壓機
空壓機是提供氣源的主要部分，經過壓縮的空氣首先通入壓縮空氣凈化組件除水、除油後進入空氣凈化組件
3.1.2空氣凈化裝置
空氣凈化組件由高效過濾器、冷凍乾燥機、精過濾器、超精過濾器、催化劑除油器等組成，壓縮空氣進入管道過濾器除去＞1μm的微粒及大部分的水，保障冷凍乾燥機和後級過濾器的正常使用，經冷凍乾燥機使之強製冷卻到5℃左右，使空氣中的水汽凝結成水，通過分水過濾器分離並過濾後，由排污閥排出，使壓縮空氣露點達到-10℃，經精過濾器過濾＞0.01μm的微粒及油水，再進入超精過濾器過濾油、水;過濾精度＞0.001μm,經除油器中的活性碳吸附殘余的微量的油霧，得到潔凈的壓縮空氣通過管道進入氮氧分離系統,保證分子使用長壽。
3.1.3空氣儲氣罐組件
空氣儲氣罐其作用是保證系統的平穩用氣，降低氣流脈動 ，起緩沖作用，從而減小系統壓力波動，使壓縮空氣平穩地通過壓縮空氣凈化系統，以便充分除去油水雜質，減輕後續PSA氧氮分離裝置的負荷。同時，在氧氮分離系統進行周期工作切換時，也為氧氮分離系統提供短時間內迅速升壓所需的大量壓縮空氣，從而使吸附塔內的吸附壓力很快上升到工作壓力，保證了設備穩定運行。
3.1.4氧氮分離系統
氧氮分離系統是制氮機的核心部分，由兩只吸附塔、壓縮裝置、程式控制閥、等部件組成，我院採用高品質的進口閥門，無泄漏使用壽命長達300萬次以上，為整套裝置提供了可靠的性能保障。
3.1.5氮氣緩沖罐
氮氣緩沖罐主要是由緩沖罐、粉塵過濾器、流量計、調壓閥、節流閥等組成，以用戶現場提供穩定的氮氣源。總結：通過以上的方案剖析，我們可以對制氮機結構及組成有了一定的認識和理解，但對於不同的環境工況以及不同的工藝使用條件，設備在配置會有一定的選擇性。
文章來源：上海化工研究院 www.sh-n2.com

② 制氮機的工藝流程

氮氣的最大來源、最低成本是空氣，空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。它們各占約22％與78％。當然還有二氧化碳、水蒸汽及少量的惰性氣體。因此，制氮機實質就是「空分」設備，只要把氧氣與氮氣分開則可。

制氮機應根據其氮氣的純度高低去選擇，如純度要求不高可選用分子篩制氮機，如純度要求高，則選用冷凍法制氧機。

冷凍法制氮機是利用氧氣和氮氣的沸點不同（氧氣沸點為-183℃，氮氣沸點為-196℃），首先把空氣預冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質)，然後進行壓縮、冷卻，使之成為液態空氣。然後，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧(可以達到99．6％的純度)和純氮(可以達到99．9％的純度)。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣，經過壓縮機的壓縮，最後將壓縮氮氣裝入高壓鋼瓶貯存。使用這種方法生產氮氣，雖然需要大型的成套設備和嚴格的安全操作技術，但是產量高，每小時可以產出數干、萬立方米的氧氣，與氮氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研製出第一台深冷空分制氮(氧)機以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應用。

分子篩制氧法（吸附法）：氧氣進入吸附器內，當吸附器內氧氣達到一定量（壓力達到一定程度）時，即可打開出氧閥門放出氧氣。經過一段時間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然後重復上述過程。這種製取氧的方法亦稱吸附法。最近，利用吸附法制氧的小型制氧機已經開發出來，便於家庭使用，當然這也是制氮設備。

它是利用氮分子大於氧分子的特性，使用特製的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先，用壓縮機迫使乾燥的空氣通過分子篩進入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸空分制氧系統包括空壓機系統、空冷系統、水冷系統、分子篩純化系統、增壓膨脹機系統、精餾塔系統、加壓氣化系統、氧氣系統、氧壓機系統、調壓站系統空分制氧系統中精餾塔分離氮氣與氧氣的原理簡介：精餾塔是一種採用精餾的方法，使各組份分離。從而得到高純度組份的設備。

空氣被冷卻至接近液化溫度後送入精餾塔的下塔，空氣自下向上與溫度較低的迴流液體

充分接觸進行傳熱，使部分空氣冷凝為液體。由於氧是難揮發組份，氮是易揮發組份，在冷凝過程中，氧比氮較多的冷凝下來，使氣體中氮的純度提高。同時，氣體冷凝時要放出冷凝潛熱，使迴流液體一部分汽化。由於氮是易揮發組份。因此，氮比氧較多的蒸發出來，使液體中氧純度提高。就這樣，氣體由下向上與每一塊塔板上的迴流液體進行傳熱傳質，而每經過一塊塔板，氣相中的氮純度就提高一次，當氣體到達下塔頂部時，絕大部分氧已被冷凝到液體中，使氣相中的氮純度達到99.999％。一部分氮氣進入冷凝蒸發器中，冷凝成液氮．作為下塔迴流液。同時上塔底部的液氧汽化，作為上塔的上升氣體，參與上塔的精餾。

③ 空分裝置怎樣核算氧氣和氮氣的成本合理

制氮機的費用和耗電費用，在算出用瓶裝氮氣或者氧氣的成本就可以了
特洛伊氣體設備有限公司

④ 制氮機是如何制氮氣的

壓縮空氣通過半透膜,氧氣可以順利通過,沒有通過的就是高濃度的氮氣.
家庭制氧機就是利用了這個過程,不過人們利用的是氧氣,而把氮氣又釋放到空氣中了.如果將釋放的氣體收集起來,就得到了高濃度的氮氣了.

⑤ 氮氣機屬於空分裝置么

制氮機器是利用變壓分子篩吸附分離空氣提純氮氣，屬於空分裝置。

⑥ 制氮機怎麼選型，是用在醫葯化工生產上的，氮氣用量不是特別大

請給出需要的氮氣的純度和流量，制氮機有：空分制氮、PSA制氮、膜制氮。根據不同的純度和流量要求才能給出較經濟的結果。
液氮儲槽：產品壓力：5~10BA、流量：150~500NM3/HR 純度： ~3PPM O2
現場空分制氮：產品壓力：5~9BARG 流量：600~2500NM3/HR 純度: <3PPM O2
PSA：50-1500Nm/h，增加純化裝置純度可以做到1ppm
膜分離：純度最多做到98%，流量1000-3500Nm3/h

⑦ 制氮機主要有哪幾種類型

變壓吸附制氮機原理：
變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,簡稱PSA)技術是一種先進的氣體分離技術。
其提取氮氣主要原理是：由於空氣中氧、氮兩種氣體分子在碳分子篩表面微孔的擴散速率不同，直徑較小的氧分子擴散較快，較多的進入分子篩固相(微孔)，直徑較大的氮分子擴散較慢，進入分子篩固相(微孔)也較小，這樣，在氣相中就得到氮的富集成份；在吸附平衡情況下，空氣壓力越高，則碳分子篩的吸附量越大；反之壓力越低，則吸附量越小。
投入工業運行的PSA空分制氮裝置一般具有二個或二個以上吸附器組成，各吸附器通過優化縱使，交替循環工作，以達到連續產氮和提高氮氣回收率等目的。
經過凈化乾燥的壓縮空氣，在變壓吸附的作用下，形成成品氮氣。一般在系統中設置兩個吸附塔，一塔吸附產氮，別一塔脫附再生。通過PLC程序控制氣動閥的啟閉，使兩塔交替循環，以實現連續生產高品質氮氣之目的。

上海化工研究院：http://www.sh-n2.com/proct/proct.html

⑧ 企業生產需要空分制氮機生產,需要辦理什麼手續

環評，安評，消防，安全等（一般隨主體項目一並進行報批），設備投產後，需要壓力容器、管道的報批及備案等

⑨ 工業制氮氣 需要什麼設備

有專門的制氮機，變壓吸附制氮機（簡稱PSA制氮機）是按變壓吸附技術設計、製造的氮氣發生設備。