资阳制氮机产品能效比高

  HKAPN99.99-15制氮机

 

使    

 

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    :   

产品气体流量:  15Nm3/h

产品气体纯度:  99.99%

 

 

成都汉克森科技有限公司

201004   成都


HKSPN制氮设备工原理介绍

变压吸附(Pressure Swing Adsorbtion 简称PSA)制氮技术是一门新兴的从空气中制取氮气的高新技术,在工业中已广泛的应用。变压吸附制氮是利用具有很多均匀孔径微孔的碳分子筛对空气中的氮和氧分子的筛分吸附作用,在压力升高时碳分子筛吸氧,在压力降低时脱附氧,从而达到氧氮分离目的。实际上碳分子筛吸附氧的同时也吸附氮,由于动力学效应和碳分子筛的微孔特性,氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮。变压吸附制氮一般在系统中设置两个填充吸附塔,塔内装填碳分子筛,一塔吸附产氮,另一塔脱附再生,通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭,使两塔交替循环,以实现连续生产高品质氮气的目的。

3.3.1其基本过程及原理:

(1) 程序12为前半个周期,程序34为前后半个周期,每个循环周期的时间为120秒左右。两只吸附塔如上所述,反复地进行吸附和解吸的操作,(由PLC自动控制)这样就可以连续地获得所需的氮气。

(2) 产品氮气流入储气罐,以平衡压力和纯度上的波动。氮气产量可按实际需要由流量计进行计量和调节。

(3) 整个制氮操作程序由可编程控制器进行自动控制。

(4) 本设备以压缩空气为原料,在室温下进行变压吸附(Pressure Swing Adsorption,可提取得到纯度大于99.99%以上的氮气。

(5) 本装置具有结构简单,操作方便,能耗低等优点,广泛用于金属材料,机械零件的保护热处理,石油化工,合成纤维,浮法玻璃,电子工业等生产过程的充氮保护,水果蔬菜的保鲜,粮食储藏的防变质,中药防腐,茶叶保色等方面。

3.2采用碳分子筛分离空气

(1) 变压吸附空气分离制氮气是利用一种经过特殊处理过的活性碳,即碳分子筛(CMS)来实现氧氮分离。

(2) CMS的孔直径在氮气和氧气直径范围内。由于氧分子比氮分子体积小,因此先被吸附在碳分子筛表面。图3.2显示碳分子筛分离空气的原理。

 

碳分子筛图片                  3.2碳分子筛分离空气制氮气原理

 

3.3 FD制氮流程简述

空气压力越高,碳分子筛表面所吸附的气体分子越多。如图3.3所示,压缩气体

3.3变压吸附制氮流程示意图

进入一吸附塔,从下到上流经塔体。

(1) 吸附塔内充满了碳分子筛,气体通过时氧分子和氮分子在碳分子筛表面吸附。由于分子直径不同,氧分子吸附在碳分子筛表面多于氮分子。根据流经吸附塔空气的速度,大多数氧分子被吸附,氮分子由吸附塔上端流出。流量速度决定了气体在吸附塔中的吸附时间,即氧分子的吸附时间。

流速高氧吸附时间短产品气中剩余氧含量高氮气纯度低

流速低氧吸附时间长产品气中剩余氧含量低氮气纯度高

(2) 经过一段时间后, 碳分子筛被所吸附的氧分子饱和需进行再生,再生是通过降压实现的。由于碳分子筛在低压时不能再吸附气体分子,大多数分子在降压时被排空。这一过程称为解吸。

(3) 为达到连续供气,在一个吸附塔处于再生状态时,另一个吸附塔为生产状态。所有过程均通过PLC控制系统控制程序控制(PC)阀,按照程序自动开、闭来实现。

3.4工艺流程:(详见工艺流程图)

空气经空压机压缩一级过滤器(3μm固态颗粒与液态颗粒及油)→冷冻干燥就机(除水汽)→活性碳过滤器(除油)→三级过滤器(0.01μm固态颗粒与液态颗粒及油)→空气储罐储存(稳压),清除压缩空气中的水、汽、油及其它杂质后,净化干燥的空气由可编程(PLC)控制的电磁阀操作相应的气动阀分先后进入两只吸附塔(塔内盛有碳分子筛),两塔相互交替进行加压吸附工作和减压解吸再生,连续制氮。在工作塔内空气中氧气及部分氮气被碳分子筛所吸附,合格氮气直接经塔顶气动阀排出送入产品气储罐各用气点。再生塔内被碳分子筛所吸附的氧气、氮气由于压力的瞬间变化而解吸,经由消音器消音后直接排出(排出的气体含有氧、氮、水汽、二氧化碳等),所有气动阀门都由PLC按设定的程序进行自动操作。

3.5、主要技术指标:

    1)产气量:           15Nm3/h

    2)压缩空气耗量:     120m3/h

    3)氮气纯度:         /99.99%

    4)氮气出口压力:     ≤0.5MPa

    5)电    源:         220V,50Hz

6)设备重量:         1000Kg

 

二、操作方法

4.1开机前检查工作:

4.1.1全面按顺序检查系统,设备是否全部处于待开机状态;

4.1.2设备进出口阀门是否全部处于关闭状态;

4.1.3电源是否正常;

4.1.4空压机和干燥装置是否正常;

4.1.5冷却水是否正常(如果有)

4.1.6设备本身是否整洁、周边环境是否清理干净。

4.2开机程序:

4.2.1  按空压机开车程序启动空压机。启动空压机待其正常运行,供气压力表指示压力/0.7MPa时,打开仪表储罐供气阀门并保证供气的仪表气压力0.50.6MPa

4.2.2  空压机在空载状态下启动,待空压机正常启动后,排尽空气贮罐内油水。

4.2.3  打开冷冻干燥机,预冷5-10分钟,及时打开过滤器的排污阀,排尽余水。

4.2.4  压缩空气经冷干机过滤器进入制氮机空气储罐,待空气储罐压力升至/0.7MPa时,打开吸附塔空气进气阀门,注意检查各工作系统是否正常;

4.2.5  打开制氮机总电源,给制氮机设备供电,观察氮分柝仪、各指示灯是否处于备用状态,逐步开启电源(PLC控制柜)PLC控制系统进入自动运行状态,观察电磁阀、气动阀是否正常工作;

4.2.6  系统进入运行状态后,观察制氮设备阀门是否正常切换(根据压力表指示的变化情况确定)

4.2.7  调整进气阀门的大小,缓慢打开出气阀门系统运行,调整控制气动阀门的减压阀出口压力在0.5MPa左右;

4.2.8  待仪表进入测试状态时,调整测试流量系统进入测试,仪表调整合格后进入正常运行;

4.2.9  打开流量计后排空阀,一般关小氮气流量计前截止阀,进行小气量制氮,气体成份达到指标后,关闭流量计后排空阀,再调整流量计流量,使其在额定产气量下工作。

4.3停机程序:

4.3.1关闭空压机电源和出气口阀门; 

4.3.2 关闭冷干机电源;

4.3.3关闭进气系统阀门;

4.3.4关闭制氮机PLC控制电源、电控箱电源;

4.3.5关闭各电源开关;

4.3.6 由储罐和油水分离器下部排污阀进行排污,释放罐内油水;

4.3.7如长时间停机,应打开系统中储罐的排空阀门,让系统卸压后再关闭排空阀门。

4.4  正常使用时的注意事项:

4.4.1经常注意设备的仪表供气压力;

4.4.2注意观察各吸附塔的压力是否处于正常状态;

4.4.3设备正常开启后应注意空压机、冷干机、过滤器排水器排水是否正常;

4.4.4注意产气量不得高于设备额定的产气量;

4.4.5注意取样的流量处于正常的位置;

4.4.6回氮冲洗的阀门无特殊情况不要随意调节;

4.4.7流量计启动时应慢慢打开,以免冲坏流量计;

4.4.8设备连续运行时,应经常检查各管道的连接处的气密性,不得有漏气现象,并检查气动阀的运行状态是否正常。

4.5设备的维护:

4.5.1参照气动阀、手动阀、流量计、氮气分析仪、电磁阀、压力容器等说明书进行维护和保养;

4.5.2过滤器滤芯的使用寿命一般在4000小时左右,到期后应及时更换滤芯;

4.5.3氮分仪的氧电极使用寿命一般在1年,应视使用情况进行更换;

4.5.4定期更换活性碳过滤器内的活性碳(寿命一般在8000小时左右)

4.5.5设备长期搁置不用或间断使用时,应保证每月开机一次;

4.5.6碳分子筛是制氮设备的核心,为防止污染而失效,必须严格控制空压机的含油量,保持排污阀畅通,并定期更换滤芯和活性碳;

4.5.7碳分子筛的储存、运输及装卸均不会对人体有害,填充碳分子筛时应戴护目镜和口罩,填充后应以肥皂洗净皮肤接触处;

4.5.8发生氮气纯度报警和吸附压力下降等故障时应及时查找原因并排除故障;

4.5.9系统定期检漏;

4.5.10发现空压机排油,立即通知空压机维修人员进行维修,达到要求后方可使用;

4.5.11设备在运行过程中如发现消音器放空口有大量黑色粉末喷出时,应及时停机查找原因,避免碳分子筛粉化加剧。

4.6紧急停车:

4.6.1设备运行正常时,如遇停电,应打开制氮机各氮储罐的排空阀;

4.6.2同时关闭制氮机所有阀门及所有电源,使其处于停机状态。

4.7 故障现象和解决方法

序号

故障现象

故障原因

解决方法

1

纯度长期报警

1、氮气分析仪失灵

2、吸附压力下降

3、冷干机不排水

4、过滤器阻力过大

5、气动阀不动作或漏气

6、分子筛失效

1、更换氧电极

2、检查空压机或电源

3、检修冷干机

4、更换滤芯

5、检修对应电磁阀和气动阀

6、更换分子筛

2

消音器冒黑烟或粉尘

碳分子筛没压紧

吸附塔内丝网或棕垫破损

吸附塔中平衡丝网破损

1、检修压紧机构

2、更换滤网或棕垫

3、更换滤网

3

氮气缓冲罐底部排污排出大量粉尘

1、塔顶滤网破损

1、更换滤网

4

空气缓冲罐底部排污排出活性炭颗粒

1、活性碳过滤器取气滤网破损

1、更捻滤网

5

压力表读数偏差

1、压力表失灵

1、更换压力表

6

自动排污阀不排污

1、自动排污阀杜塞

1、拆卸清洗自动排污阀

 

 

三、注意事项:

5.1详细阅读流量计、氮气分析仪等配套设备和仪表的使用说明书正确使用,

严格按照说明书的要求进行维护保养,应清楚有关注意事项;

5.2本机运行期间需有人值班,每半小时检查一遍仪表读数是否正常,有无报警现象,并做好日志记录。若有报警必须及时检修;

5.3经常注意空压机,冷冻干燥机等是否正常运转。

5.4  空压机运转时,中途应经常观察冷凝水排水情况。

5.5  定时打开空压机、空气储罐、过滤器的下部排污阀,释放罐内油水。

5.6  经常注意制氮系统是否正常工作,氮分仪所指示的氮气纯度和流量计读数是否正常。

5.7  每天开机前要检查空压机是否正常。

5.8  空压机,冷冻干燥机和氮分仪的具体操作和维护参照相应的使用说明书。

5.9  碳分子筛对氧气和氮气的平衡吸附量随着吸附压力的升高而增加,并随着吸附压力的降低而减少,我们利用这一关系,组成加压吸附和减压解吸的快速循环操作,从而连续生产氮气;所以经常注意吸附及解吸压力是否正常是至关重要的。

 

    

 

产品型号: HKSPN99.99-15制氮设备

出厂编号:2010-4-12-120

检验日期:2010-4-12

 

检验员:

  :本产品经检验合格

 

 

          

 

 



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