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一,、基礎(chǔ)知識
1 .氣體知識
    氮?dú)庾鳛榭諝庵泻康臍怏w,，取之不竭，用之不盡,。它無色,、無味，透明,，屬于亞惰 性氣體,，不維持生命。高純氮包常作為保護(hù)性氣體,，用于隔絕氧氣或空氣的場所,。氮?dú)猓∟2） 在空氣中的含量為78.084% （空氣中各種氣體的容積組分為:N2： 78.084%、02： 20.9476%,、 氬氣：0.9364%,、CO2： 0.0314%、其它還有 H2,、CH4,、N2O、03,、SO2,、NO2 等，但含量極少）,，分子量為28,沸點(diǎn):-195.8℃,冷凝點(diǎn)：?210℃,。
2 .壓力知識
變壓吸附（PSA）制班工藝是加壓吸附、常壓解吸,，必須使用壓縮空氣?，F(xiàn)使用的吸附劑一 一碳分子篩最佳吸附壓力為O75~0.9MPa,整個(gè)制氮系統(tǒng)中氣體均是帶壓的，具有沖擊能量,。
二,、PSA制例工作原理：
JY/CMS變壓吸附制如機(jī)是以碳分子篩為吸附劑,利用加壓吸附，降壓解吸的原理從空氣中 吸附和釋放輒氣,從而分離出氮?dú)獾淖詣?dòng)化設(shè)備。碳分子篩是一種以煤為主要原料,經(jīng)過研磨,、氧化,、成型、碳化并經(jīng)過特殊的孔型處理工藝加工而成的,，表面和內(nèi)部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑,，呈黑色，其孔型分布如下圖所示：
碳分子篩的孔徑分布特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)02,、N2的動(dòng)力學(xué)分離,。這樣的孔徑分布可使不同的 氣體以不同的速率擴(kuò)散至分子篩的微孔之中，而不會排斥混合氣（空氣）中的任何一種氣體,。 碳分子篩對02,、N2的分離作用是基尸這兩種氣體的動(dòng)力學(xué)立徑的微小差別,02分子的動(dòng) 力學(xué)直徑較小,因iflj在碳分了?篩的微孔中有較快的擴(kuò)散速率,N2分子的動(dòng)力學(xué)直徑較大, 因而擴(kuò)散速率較慢。壓縮空氣中的水和CO2的擴(kuò)散同氧相差不大,而就擴(kuò)散較慢,。最終從吸附塔富集出來的是N2和Ar的混合氣。
碳分子篩對,。
2,、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲線和動(dòng)態(tài)吸附曲線直觀表現(xiàn)出來:由這兩個(gè)吸附曲線可以看出，吸附壓力的增加,，可使02,、N2的吸附員同時(shí)增大，且02 的吸附儀?增加幅度要大一些,。變壓吸附周期短:,，02、N2的吸附量遠(yuǎn)沒有達(dá)到平衡（最大值）,， 所以,。2、N2擴(kuò)散速率的差別使,。2的吸附量在短時(shí)間內(nèi)大大超過N2的吸附量,。變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附,，減壓解吸的循環(huán)周期,，使 壓縮空氣交替進(jìn)入吸附塔（也可以單塔完成）來實(shí)現(xiàn)空氣分離，從而連續(xù)產(chǎn)出高純度的產(chǎn)品氮?dú)狻?br/>二,、PSA制氮基本工藝流程:
空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮后,，經(jīng)過除塵、除油,、干燥后,，進(jìn)入空氣儲罐，經(jīng)過空氣進(jìn)氣閥、左吸進(jìn)氣閥進(jìn)入左吸附塔,，塔壓力開高,，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未吸附的風(fēng)氣穿過 吸附床,，經(jīng)過左吸出小閥,、氮?dú)猱a(chǎn)氣區(qū)進(jìn)入煮氣儲罐,這個(gè)過程稱之為左吸,持續(xù)時(shí)間為幾十秒。左吸過程結(jié)束后,，左吸附塔與右吸附塔通過上,、下均壓閥連通，使兩塔壓力達(dá)到均衡,， 這個(gè)過程稱之為均壓,持續(xù)時(shí)間為2~3秒,。均壓結(jié)束后，壓縮空氣經(jīng)過空氣進(jìn)氣閥,、右吸進(jìn)氣閥進(jìn)入右吸附塔,壓縮空氣中的州分子被碳分子篩吸附,，富集的氣經(jīng)過右吸出氣閥、M氣產(chǎn)氣網(wǎng)進(jìn)入規(guī)氣儲罐,這個(gè)過程稱之為右吸,持續(xù)時(shí)間為幾十秒,。同時(shí)左吸附塔中碳分子篩吸附的氧氣通過左排氣陽降壓釋放回大氣當(dāng)中,此過程稱之為解吸,。反之左塔吸附時(shí)右塔同時(shí)也在解吸。為使分「憂中：「3 I I的乳氣*排放到大氣中,氮?dú)馔ㄟ^?個(gè)常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附塔,把塔內(nèi)的氧氣吹出吸附塔,。這個(gè)過程稱之為反吹,，它與解吸是同時(shí)進(jìn)行的。右吸結(jié)束后,，進(jìn)入均壓過程,，再切換到左吸過程，一宜循環(huán)進(jìn)行下去,。制氮機(jī)的工作流程是由可編程控制器控制三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥,，再由電磁閥分別控制八個(gè)氣動(dòng)管道閥的開、閉來完成的,。三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥分別控制左吸,、均壓、右吸狀態(tài).左吸,、均壓,、右吸的時(shí)間流程已經(jīng)存儲在可編程控制器中，在斷電狀態(tài)下,三個(gè)二位五通先導(dǎo)電磁閥的先導(dǎo)氣都接通氣動(dòng)管道閥的關(guān)閉口,。當(dāng)流程處于左吸狀態(tài)時(shí),控制左吸的電磁閥通電,先導(dǎo)氣接通左吸進(jìn)氣閥,、左吸產(chǎn)氣閥、右排氣閥開啟口,使得這三個(gè)閥門打開,，完成左吸過程,，同時(shí)右吸附塔解吸。當(dāng)流程處于均壓狀態(tài)時(shí)，控制均壓的電磁閥通電,，其它閥關(guān)閉,；先導(dǎo)氣接通上均壓閥、下均壓閥開啟口,，使得這兩個(gè)閥門打開,，完成均壓過程。當(dāng)流程處于右吸狀態(tài)時(shí),，控制右吸的電磁閥通電,，先導(dǎo)氣接通右吸進(jìn)氣閥、右吸產(chǎn)氣閥,、左排氣閥開啟口,，使得這三個(gè)閥門打開，完成右吸過程,，同時(shí)左吸附塔解吸,。每段流程中，除應(yīng)該打開的閥門外,，其它閥門都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài),。
三、變壓吸附制氧變壓吸附制氧,，以沸石分子篩吸附劑為核心，根據(jù)吸附劑在較高壓力下選擇吸附氮?dú)?，未被吸附的氧氣在吸附塔頂部聚集,，作為產(chǎn)品氣輸出。當(dāng)處丁?吸附的吸附塔臨近吸附飽和之前,，原料空氣停止進(jìn)氣,，轉(zhuǎn)而向另一只完成再生的吸附塔均壓，隨后泄壓再生,。被均壓的吸附塔引入原料空氣開始吸附,。兩只吸附塔如此交替重復(fù)，完成氧氣生.產(chǎn)的工藝過程,。工業(yè)用變壓吸附制氧可采用加壓吸附,，常壓解吸流程；超大氣壓真空解吸流程,；穿透大氣 壓真空解吸流程,。