深冷制氮裝置的自動控制系統

❶ 氮氣發生器的制氮機系統原理

氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴散速率不同，直徑較小的氣體分子（O2）擴散速率較快，較多的進入碳分子篩微孔，直徑較大的氣體分子（N2）擴散速率較慢，進入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氮和氧的這種選擇吸附性差異，導致短時間內氧在吸附相富集，氮在氣體相富集，如此氧氮分離，在PSA條件下得到氣相富集物氮氣。
碳分子篩對氧和氮在不同壓力下某一時間內吸附量的變化差異曲線：
一段時間後，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，這一過程為再生。根據再生壓力的不同，可分為真空再生和常壓再生。常壓再生利於分子篩的徹底再生，易於獲得高純度氣體。 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。通常使用兩吸附塔並聯，由全自動控制系統按特定可編程序嚴格控制時序，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。 碳分子篩（CMS）的動態吸附量和分離系數的性能優劣決定了制氮機的好壞。

❷ 深冷制氮的原理

深冷制氮法：深冷空分制氮是一種傳統的制氮方法，它是以空氣為原料，經過壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下，前者的沸點為-183℃，後者的為-196℃)，通過液空的精餾，使它們分離來獲得氮氣。

❸ 制氮機工作原理結構圖

制氮機工作原理結構圖如下：

制氮機採用常溫下變壓吸附原理（PSA）分離空氣製取高純度的氮氣。通常使用兩吸附塔並聯，由進口PLC控制進口氣動閥自動運行，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。

分子篩可以同時吸附空氣中的氧和氮，其吸附量也隨著壓力的升高而升高，而且在同一壓力下氧和氮的平衡吸附量無明顯的差異。

因而，僅憑壓力的變化很難完成氧和氮的有效分離。如果進一步考慮吸附速度的話，就能將氧和氮的吸附特性有效地區分開來。氧分子直徑比氮分子小，因而擴散速度比氮快數百倍，故碳分子篩吸附氧的速度也很快，吸附約1分鍾就達到90%以上；而此時氮的吸附量僅有5%左右，所以此時吸附的大體上都是氧氣，而剩下的大體上都是氮氣。

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深冷制氮不僅可以生產氮氣而且可以生產液氮，滿足需要液氮的工藝要求，並且可在液氮貯槽內貯存，當出現氮氣間斷負荷或空分設備小修時，貯槽內的液氮進入汽化器被加熱後，送入產品氮氣管道滿足工藝裝置對氮氣的需求。

深冷制氮的運轉周期（指兩次大加溫之間的間隔期）一般為1年以上，因此，深冷制氮一般不考慮備用。而變壓吸附制氮只能生產氮氣，無備用手段，單套設備不能保證連續長周期運行。

膜空分制氮，空氣經壓縮機壓縮過濾後進入高分子膜過濾器，由於各種氣體在膜中溶解度和擴散系數不同，導致不同氣體在膜中相對滲透速率不同。根據這一特性，可將各種氣體分為「快氣」和「慢氣」。

當混合氣體在膜兩側壓力差的作用下，滲透速率相對快的氣體，如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜後，在膜的滲透側被富集，而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳和氬氣等氣體則被滯留在膜的側被富集，從而達到混合氣體分離的目的。

❹ 制氮機 工作原理

以空氣為原料，l利用物理的方法,將其中的氧和氮分離而獲得。
工業中有三種，即深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法。
A深冷空分制氮
深冷空分制氮是一種傳統的制氮方法，已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料，經過壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下，前者的沸點為-183℃，後者的為-196℃)，通過液空的精餾，使它們分離來獲得氮氣。深冷空分制氮設備復雜、佔地面積大，基建費用較高，設備一次性投資較多，運行成本較高，產氣慢(12～24h），安裝要求高、周期較長。綜合設備、安裝及基建諸因素，3500Nm3／h以下的設備，相同規格的PSA裝置的投資規模要比深冷空分裝置低20％～50％。深冷空分制氮裝置宜於大規模工業制氮，而中、小規模製氮就顯得不經濟。
B分子篩空分制氮
以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發展起來的一種新的制氮技術。與傳統制氮法相比，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產氣快(15～30分鍾)、能耗低，產品純度可在較大范圍內根據用戶需要進行調節，操作維護方便、運行成本較低、裝置適應性較強等特點，故在1000Nm3／h以下制氮設備中頗具競爭力，越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎，PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的首選方法。
C膜空分制氮
以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。和其它制氮設備相比它具有結構更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護量更少、產氣更快(≤3分鍾)、增容方便等優點，它特別適宜於氮氣純度≤98％的中、小型氮氣用戶，有最佳功能價格比。而氮氣純度在98%以上時，它與相同規格的PSA制氮機相比價格要高出15%以上

❺ 液氮深冷處理箱的結構原理

液氮深冷處理箱的結構原理:
在工作及結構原理上，液氮深冷處理箱不同於傳統的液氮浸泡，液氮浸泡是直接將工件放進液氮中浸泡，這種不容易掌握溫度且容易對人體造成傷害，而液氮深冷處理設備箱以液氮作為冷源。液氮存放在低溫液體貯罐內，使用時先關閉貯罐的放空閥，再打開增壓閥，因部分液氮氣化使貯罐內部壓力升高，此時找開液氮的出口閥，液即從貯罐內壓出，經氣動薄膜調節閥進入深冷櫃。
液氮進入深冷櫃後，經噴管噴出，由於箱體溫度高於液氮溫度，所以它很快氣化，?且體積膨脹、使氣溫下降，軸流風機將低溫氮氣吹入工作室，使工件冷卻。
在液氮深冷處理設備的操作方面，濟南超能加入了PCL觸摸屏控制，智能化一鍵操作，省時省力。

❻ 整套變壓吸附制氮機裝置的主要系統有哪幾個各系統的功能是什麼

整套變壓吸附制氮機

變壓吸附技術（簡稱PSA技術）是一種先進的氣體分離技術，以吸附劑（多孔固體物質）內部表面對氣體分子的物理吸附為基礎，利用吸附劑在一定壓力下對不同氣體的吸附量不同的特性來實現氣體的分離。碳分子篩是實現氧氮分離，從空氣中提取氮氣的吸附劑，在吸附壓力相同時，碳分子篩對氧的吸附量大大高於對氮的吸附量。PSA制氮，也稱碳分子篩空分制氮，正是利用這一原理，以空氣為原料，以碳分子篩為吸附劑，運用變壓吸附原理，利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附，實現空氣中的氮和氧分離，生產出氮氣。

整套變壓吸附制氮機裝置有：
空壓機--空氣凈化系統--空氣緩沖系統--氧氮分離系統--氮氣緩沖平衡系統

1、壓縮空氣凈化系統：除去壓縮空氣中的塵埃、水和油、由三級過濾器、冷凍乾燥機、高效除油器等組成。
2、空氣緩沖系統：保證氧氮分離系統用氣平穩，由空氣儲罐、閥門等組成。
3、氧氮分離系統：制氮設備的核心，通過變壓吸附技術實現氧氮分離，達到生產氮氣的目的，由兩個裝滿碳分子篩的吸附塔和自動控制閥門組成。
4、氮氣緩沖系統：儲存氮氣，保證平穩，連續供給氮氣，由氮氣緩沖罐、閥門等組成。
5、電氣控制系統：設備的控制樞紐，主要由PLC、電路系統、儀表、閥門組成。

❼ 冷庫製冷系統是怎樣實現自動控制的

冷庫製冷系統的自動控制是由控制對象和控制器件組成的閉合系統。通過一定的線路和眾多的控制元件來實現的。現以一個簡單的冷庫製冷裝置自動控制系統對冷庫的自動控制原理進行說明。

如圖5-4所示是兩間冷藏庫，由一台壓縮機集中供冷。為了實現裝置的自動運行調節，在系統中增設了油壓繼電器、高低壓壓力繼電器、水量調節閥、電磁閥、熱力節流閥，溫度控制器、單向止回閥和蒸發壓力調節閥等部件。各器件的基本功能如下：

水量調節閥、電磁閥和節流閥主要是用來控制製冷系統中製冷劑的流量和冷卻系統中冷卻水的流量。

油壓繼電器、高低壓力繼電器和蒸發壓力調節閥主要用來控制製冷系統的工作壓力，保證整個製冷裝置正常啟動、安全運行和自動停機。

溫度控制器主要用來控制製冷系統的工作溫度及冷藏庫的庫溫，以控制製冷系統的正常運行。

❽ 工業如何製作氮氣

工業制氮是利用各空氣的沸點不同使用液態空氣分離法，將氧氣和氮氣分離。

氮氣在大氣中含量雖多於氧氣，但是由於它的性質不活潑，所以人們是在認識氧氣之後才認識氮氣的。不過它的發現卻早於氧氣。1755年英國化學家布拉克發現碳酸氣之後不久，發現木炭在玻璃罩內燃燒後所生成的碳酸氣，即使用苛性鉀溶液吸收後仍然有較大量的空氣剩下來。

後來他的學生D·盧瑟福繼續用動物做實驗，把老鼠放進封閉的玻璃罩里直至其死後，發現玻璃罩中空氣體積減少1/10；若將剩餘的氣體再用苛性鉀溶液吸收，則會繼續減少1/11的體積。

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工業製作氮氣的注意事項：

1、採用鋼瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。

2、鋼瓶平放，並應將瓶口朝同一方向，不可交叉。

3、高度不得超過車輛的防護欄板，並用三角木墊卡牢，防止滾動。

4、嚴禁與易燃物或可燃物等混裝混運。

5、密閉操作，提供良好的自然通風條件。

6、操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。

7、防止氣體泄漏到工作場所空氣中。

8、搬運時輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。

9、配備泄漏應急處理設備。

❾ 空分深冷制氮

你說的是液位波動嗎？下塔到上塔的液空閥門一般是根據下塔液位自動調節的，自動閥設定值是否有變化？如果是自動調節閥並且設定值沒變化，加上你說的夜晚會出現，有可能是閥門的儀表風管出了問題，夜晚溫度低，儀表風露點不夠容易引起儀表風管結冰堵塞，造成閥門動作卡澀，進而使液位調節跟不上。閥門定位器也需要查一下。
你提供的信息過少，無法給你提供更多的分析。

❿ PSA制氮機的比較

隨著工業的迅速發展，氮氣在化工、電子、冶金、食品、機械等領域獲得了廣泛的應用，我國對氮氣的需求量每年以大於8%的速度增加。 氮氣的化學性質不活潑，在尋常的狀態下表現為很大的惰性，不易與其他物質發生化學反應。因此，氮氣在冶金工業、電子工業、化工工業中廣泛的用來作為保護氣和密封氣，一般保護氣的純度要求為99.99%，有的要求99.998%以上的高純氮。液氮是一個較方便的冷源，在食品工業、醫療事業以及畜牧業的精液貯藏等方面得到越來越普遍的應用。在化肥工業生產合成氨時，合成氨的原料氣—氫、氮混合氣若用純液氮洗滌精製，可使惰**氣體的含量極微小，一氧化硫和氧的含量不超過20ppm。
純凈的氮氣無法從自然界直接汲取，主要採用空氣分離法。空氣分離法中包括：深冷法、變壓吸附法(PSA)、膜分離法。
二、PSA制氮機的工藝流程和設備簡介
1、工藝流程簡介
空氣經空氣過濾器清除灰塵和機械雜質後進入空氣壓縮機，壓縮至所需壓力，經嚴格的除油、除水、除塵凈化處理，輸出潔凈的壓縮空氣，目的是確保吸附塔內分子篩的使用壽命。裝有碳分子篩的吸附塔共有二個，一個塔工作時，另一個塔則減壓脫附。潔凈空氣進入工作吸附塔，經過分子篩時氧、二氧化碳和水被其吸附，流至出口端的氣體便是氮氣及微量的氬和氧。另一塔（脫附塔）使已吸附的氧氣、二氧化碳和水從分子篩微孔中脫離排至大氣中。這樣兩塔輪流進行，完成氮氧分離，連續輸出氮氣，見圖-2。變壓(_bian4 ya1)吸附製取的氮氣純度為95%-99.9%，假如需要更高純度的氮氣需增加氮氣凈化設備。變壓吸附制氮機輸出的95%-99.9%氮氣進入氮氣凈化設備，同時通過一流量計添加適量的氫氣，在凈化設備的除氧塔中氫和氮氣中的微量氧進行催化反應，以除去氧然後經水冷凝器冷卻，汽水分離器除水，再通過乾燥器深度乾燥（兩個吸附乾燥塔交替使用：一個吸附乾燥除水，另一個加熱脫附排水），得到高純氮氣，此時的氮氣純度可達99.9995%，見圖-3。目前海內變壓吸附制氮最大的生產能力為3000m3n/h。
三、深冷制氮的工藝流程和設備簡介
1、深冷制氮的典型工藝流程：
整個流程由空氣壓縮及凈化、空氣分離、液氮汽化組成。
⑴ 空氣壓縮及凈化
空氣經空氣過濾器清除灰塵和機械雜質後進入空氣壓縮機，壓縮至所需壓力，然後送入空氣冷卻器，降低空氣溫度。再進入空氣乾燥凈化器，除去空氣中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氫化合物。
⑵ 空氣分離：
凈化後的空氣進入空分塔中的主換熱器，被返流氣體（產品氮氣、廢氣）冷卻至飽和溫度，送入精餾塔底部，在塔頂部得到氮氣，液空經節流後送入冷凝蒸發器蒸發，同時冷凝由精餾塔送來的部分氮氣，冷凝後的液氮一部分作為精餾塔的迴流液，另一部分作為液氮產品出空分塔。
由冷凝蒸發器出來的廢氣經主換熱器復熱到約130K進膨脹機膨脹製冷為空分塔提供冷量，膨脹後的氣體一部分作為分子篩的再生和吹冷用，然後經消音器排入大氣。
⑶ 液氮汽化
由空分塔出來的液氮進液氮貯槽貯存，當空分設備檢修時，貯槽內的液氮進入汽化器被加熱後，送入產品氮氣管道。
深冷制氮可製取純度≧99.999%的氮氣。
四、深冷制氮與變壓吸附制氮的技術經濟比較
1、流程比較
從以上的論述中我們可以發現：變壓吸附制氮流程簡朴，設備數量少，主要設備僅有空壓機、空氣乾燥器、吸附制氮機和儲氣罐等。而深冷制氮流程復雜，設備數量多，主要設備有空壓機、空冷器、空氣凈化乾燥器、換熱器、膨脹機和精流塔等。
制氮機
2、產品種類和純度比較
深冷制氮不僅可以生產氮氣而且可以生產液氮，滿意需要液氮的工藝要求，並且可在液氮貯槽內貯存，當出現氮氣間斷負荷或空分設備小修時，貯槽內的液氮進入汽化器被加熱後，送入產品氮氣管道滿意工藝裝置對氮氣的需求。深冷制氮的運轉周期（指兩次大加溫之間的間隔期）一般為1年以上，因此，深冷制氮一般不考慮備用。而變壓吸附制氮只能生產氮氣，無備用手段，單套設備不能保證連續長周期運行。
深冷制氮可製取純度≧99.999%的氮氣。氮氣純度受到(de dan qi _dan qi chun shou )氮氣負荷、塔板數量、塔板效率和液空中氧純度等的限制，調節范圍很小。因此，對於一套深冷制氮設備其產品純度基本是一定的，不便調節。變壓吸附制氮製取的氮氣純度一般在95%-99.9%范圍內，假如需要更高純度的氮氣需增加氮氣凈化設備。氮氣純度只受產品氮氣負荷的影響，在其他條件不變情況下，氮氣排出量越大，氮氣的純度就越低；反之則越高。因此，對於一套變壓吸附制氮設備只要負荷答應其產品純度可以在90-99.9%之間任意調節。
3、運行控制比較
深冷法由於是在極低溫度下進行的，設備在投入正常運行之前，必須有一個預冷啟動過程，啟動時間即從膨脹機啟動至氮氣純度達到要求的時間一般不小於12h；設備在進入大修之前，必須有一段加溫解凍的時間，一般為24h。因此，深冷法制氮設備不宜常常起、停，宜長時間連續運行。變壓吸附法啟動時，只要按一下按鈕，啟動30分鍾內便可以獲得合格的氮氣產品，假如需要高純的氮氣，那麼經過氮氣凈化裝置，大約再用30分鍾便可獲得99.99%-99.9999%的高純氮氣。停機時也只需按一下按鈕便可。因此，變壓吸附制氮特殊適用於間斷運行的情況。
現在深冷法制氮一般均採用先進的DCS（或PLC）計算機控制技術，實現中控、機旁、就地一體化的控制，可有效的監控整套設備的生產過程。變壓吸附制氮採用智能化全自動控制，按鈕即可進行氮氣生產，無需專人治理。
五、結論
對於石油化工裝置，所需氮氣純度大多為99.9%，從以上對深冷制氮和變壓吸附制氮的簡介及比較中，我們可以得出以下結論：
a)當氮氣連續負荷大於600 m3n/h，間斷負荷用量不太大，可以通過液氮汽化滿意要求時，應採用深冷制氮。
b)當氮氣連續負荷大於600 m3n/h，間斷負荷用量大，液氮汽化已不能滿意其用量時，可採用以深冷制氮為主，變壓吸附間斷供氣的方式。
c)當氮氣連續負荷小於600 m3n/h，可採用變壓吸附制氮。
d)變壓吸附制氮特殊適用於氮氣負荷小於3000 m3n/h，氮氣純度為95%，並且是間斷運行工況。
e)當工藝裝置需要液氮時，除非有外部供給液氮的可能，否則均應採用深冷制氮。