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 工作原理及結(jié)構(gòu)
空分制氮設(shè)備是采用變壓吸附原理,利用碳分子篩從空氣中提取氮氣的裝置,。
變壓吸附制氮機的吸附罐，在壓力高時,，碳分子篩吸附空氣中的氧,，而不易被吸附的氮氣成為產(chǎn)品;在壓力低時，氧從碳分子篩中脫附出來,。利用壓力的變化,，就能有效地從空氣中分離出所需要的氮氣。
變壓吸附制氮裝置的主要特點: 1. 設(shè)備簡單,，體積小,制氮成本低,。
2.操作方便,采用自動程序控制,操作、維護費用低,。
本設(shè)備制成二塔結(jié)構(gòu),，采用常壓解吸流程?？辗种频O(shè)備的產(chǎn)氣量與純度成反比,。產(chǎn)氣量大時,氮體的純度降低;反之，減小氣量使氮氣的純度上升,。用戶可根據(jù)需要選擇合適的氮氣產(chǎn)氣量和氮氣純度,。
本設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC程序控制器控制閥門動作。制氮機制氮氣基本工藝流程示意圖見附圖1,、附圖2
附圖2
空氣經(jīng)空壓機壓縮后,，經(jīng)過干燥、除塵后,，經(jīng)過左吸進氣閥進入左吸附罐,，罐壓力升高,，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未被吸附的氮氣穿過吸附床,，經(jīng)過左吸出氣閥,、氮氣產(chǎn)氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為左吸,。持續(xù)時間為58秒,。
左吸過程結(jié)束后，左吸附罐與右吸附罐通過上下均壓閥連通,，使左右吸附罐壓力達到均衡,，這個過程稱之為均壓，持續(xù)時間為2秒,。
均壓結(jié)束后,，壓縮空氣經(jīng)過右吸進氣閥進入右吸附罐，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附,，富集的氮氣經(jīng)過右吸出氣閥,、氮氣產(chǎn)氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為右吸,。持續(xù)時間為58秒,。
同時，左吸附罐中碳分子篩吸附的氧氣通過左排4氣閥降壓釋放回大氣當中,，此過程稱之為解吸,。反之， 左吸附罐吸附時,，右吸附罐同時也在解吸,。為使分子篩中降壓釋放出的氧氣排放到大氣中，氮氣通過-一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附罐,，把罐內(nèi)的氧氣吹出吸附罐,。這個過程稱之為反吹。它與解吸是同時進行的,。右吸結(jié)束后,，進入均壓過程，再切換到左吸過程,，一直循環(huán)進行下去,。
制氮機的工作流程是由可編程控制器控制三個先導(dǎo)電磁閥，再由電磁閥分別控制八個氣動管道閥的開,、閉來完成的,。三個先導(dǎo)電磁閥分別控制左吸、均壓,、右排狀態(tài),。左吸,、均壓、右排的時間流程已經(jīng)存儲在可編程控制器中,。
當流程處于左吸狀態(tài)時,，控制左吸的電磁閥通電，先導(dǎo)氣接通左吸進氣閥,、左吸產(chǎn)氣閥,、右排氣閥，使得這三個閥門打開,，完成左吸過程,，同時右吸附罐解吸。
當流程處于均壓狀態(tài)時,，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,， 使得這兩個閥門打開,，完成均壓過程。
當流程處于右吸狀態(tài)時,，控制右吸的電磁閥通電,，先導(dǎo)氣接通右吸進氣閥、右吸產(chǎn)氣閥,、左排氣閥， 使得這三個閥門打開,，完成右吸過程,，同時左吸附罐解吸。
每段流程中,，除應(yīng)打開的閥門外,，其它閥門都應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
四,、設(shè)備安裝與使用
1.空分制氮設(shè)備應(yīng)置于水泥平面基礎(chǔ)上,。
2.管線應(yīng)嚴格按照流程連接,如附圖2
五、設(shè)備正常開車步驟
1,、打開冷干機電源,，預(yù)冷3-5分鐘;
2、空壓機開啟,，壓縮空氣經(jīng)冷干機和過濾器處理后進入空氣儲罐(用戶可自配),，各壓力表指示逐漸上升; 
3、當吸附罐的壓力達到0.6MPa時,，打開控制柜上的電源開關(guān),，即可進入正常的工作狀態(tài);
4,、待氮氣儲氣罐壓力達到0.6MPa后，然后緩慢打開放空閥,，這時可觀察到流量計浮子上升,，調(diào)整氮氣流量為用戶要求流量，通過氮分析儀顯示,，純度達到用戶要求的純度后,，關(guān)閉放空閥，打開通往后級用氣設(shè)備的閥門,產(chǎn)品氮氣即可使用,。說明:如果有外接儲氣罐,，當儲氣罐壓力為0.6MPa時:
額定流量與實際標態(tài)下的流量關(guān)系為:
(簡化式)
QN-標態(tài)下額定流量
QS-流量計示值流量
PS-外接氮氣儲氣罐壓力
(表壓)
例: QN= 10 Nm3/h
PS = 0.6MPaX9.8
通過計算得出QS~4Nm3/h，此為制氮機在工作狀態(tài)下,，儲氣罐壓力為0.6MPa時流量計的示值,。
氮氣額定流量為20 Nm3/h,儲氣罐壓力為0.6MPa時，流量計指示應(yīng)為8Nm3/h,。