液氮汽化裝置設計手冊

㈠ 我公司使用過液氮的汽化器出口管道結冰是什麼原因請老師指導。謝謝！

液氮放出時，壓強減小，液氮要汽化，汽化要吸熱，於是管道的溫度就降低從而結冰。

㈡ 變壓吸附制氮機設計手冊

1．PSA來源

二十世紀五十年代，伴隨著工業革命的大潮，碳材料的應用越來越廣泛，其中活性碳的應用領域擴展最快，從最初的過濾雜質逐漸發展到分離不同組份。與此同時，隨著技術的進步，人類對物質的加工能力也越來越強，在這種情況下，碳分子篩應運而生。六十年代，碳分子篩在美國最先製造成功並很快推廣應用，最初，碳分子篩是被用作從空氣中分離氧氣的吸附劑，後來逐漸應用在製取氮氣的裝置上。到了七十年代未、八十年代初，世界各國對氮氣的需求量不斷增加，而變壓吸附制氮技術也逐漸成熟起來，進一步推動了碳分子篩製造技術的發展。

2．PSA制氮技術描述

2.1.技術原理

變壓吸附法(PressureSwingAdsorption，簡稱

PSA)是一種新的氣體分離技術，自60年代末70

年代初在國外已經得到迅速的發展，其原理是利用分子篩對不同氣體分子「吸附」性能的差異而將氣體混合物分開，它是以空氣為原料，利用一種高效能、高選擇的固體吸附劑對氮和氧的選擇性吸附的性能把空氣中的氮和氧分離出來。

目前在制氮領域內使用較多的是碳分子篩。碳分子篩對氧和氮的分離作用主要是基於這兩種氣體在碳分子篩表面的擴散速率不同，碳分子篩是一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小微孔組成，孔徑分布在0.3nm～1nm之間。較小直徑的氣體（氧氣）擴散較快，較多進入分子篩固相，這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。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，這一過程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔並聯，交替進行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續的氮氣流。

2.2.工藝流程

PSA制氮系統主要由三部份組成：①壓縮空氣；②空氣凈化；③PSA制氮；

壓縮空氣：空氣由壓縮機壓縮到額定標准，為制氮系統提供持續穩定氣流及壓力。

空氣凈化：壓縮空氣經過組合式乾燥機及過濾器除去水、油份和塵埃，為後級變壓吸附提供潔凈的空氣源。

PSA制氮：裝有專用碳分子篩的吸附塔共有A、B二隻。當潔凈的壓縮空氣進入A塔入口端經碳分子篩向出口端流動時，O2、CO2和H2O被其吸附，產品氮氣由吸附塔出口端流出。經一段時間後，A塔內的碳分子篩吸附飽和。這時，A塔自動停止吸附，壓縮空氣流入B塔進行吸氧產氮，並對A塔分子篩進行再生。

3．PSA制氮特點

原料空氣取自自然，只需提供壓縮空氣和電源即可制氮氣；

設備能耗低，運行成本費用少；

氮氣純度調整方便，氮氣純度只受氮氣排氣量的影響，普通制氮純度在95%－99.999%之任意調節；

設備自動化程度高，產氣快，可實現無人操作；啟動、關機只需按一下按鈕，開機10－20分鍾內可產氮氣；

設備工藝流程簡單，設備結構外形小，佔地面積少，裝置適應性強；

PSA設備可24小時運轉，無須專人看管；

輸出高純度的氮氣比市場的液態氮及鋼瓶氮的純度更純凈、更穩定。

㈢ 請教:對於鋼套的液氮冷裝配

現在的問題是：鋼套在液氮箱中是需要浸入液氮中的，而且在鋼套以輸送帶形式進出時，如何才能保證密封，且這樣的機構若在液氮中工作，其所用材料用什麼好呢？液氮的溫度很低的。

㈣ 液氮汽化裝置氣化後氣體的溫度比常溫低多少

肯定是100度。因為實際上按照樓主的約定：（就是理想狀態下（1個大氣壓）的加熱沸騰）這種狀況下水和蒸汽的溫度是一樣的。而溫度的定義就是一個標壓下水沸騰的溫度為100。冰水混合物的溫度為0。中間分為100分，每份就是1度。那麼水蒸氣的溫度根據上面的推斷就應該是准確地100度。當然，這里說的是沸騰的那一瞬間。沸騰後的水蒸氣可以繼續吸收熱量，也就是可以繼續升溫。

㈤ 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。

(5)液氮汽化裝置設計手冊擴展閱讀

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。