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TLN1600-99型氮气机安装设计方案

 

一、 概况

为了满足井下注氮量的需求,新增一台TLN1600-99型制氮装置,本装置采用氮分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,在常温低压条件下从空气中制取氮气。利用注氮管道向井下注氮,保证井下安全生产的要求。

1.1  PSA技术具有以下优点:

* 产品纯度可以随流量的变化进行调节;

* 在低压和常压下工作,安全节能;

* 设备简单,维护方便;

* 微机控制,全自动无人操作;

* 设备一次性投资低,运行成本低;

1.2  关于吸附剂

吸附剂是PSA制氮设备的核心部分。一般地,PSA制氮设备选择的是碳分子筛,它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等,而氮气不能被吸附。

1.3  变压吸附的原理

在吸附平衡情况下,任何一种吸附剂在吸附同一气体时,气体压力越高,则吸附剂的吸附量越大。反之,压力越低,则吸附量越小。如下图所示:


  

如上所述,在空气压力升高时,碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时,碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。

变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气(压力一般为0.8MPa)从下至上通过A塔时,氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附,而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生,即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压,使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。

二、制氮系统安装设计技术方案

1.1、工艺流程图

       

   本套制氮装置主要由空压机系统、压缩空气净化系统、PSA吸附制氮系统、氮气缓冲过滤系统四部分组成。

根据夏阔坦煤矿地面空间的实际情况,现指定制氮装置设备安装在原制氮设备旁。该区域形成一个矿区独立的空分装置设备安装区域,便于设备安装与维护。现安装地点地面为混凝土浇注平整地面,该处通风良好,由于邻近煤场,起风时空气煤尘相对大。为此,现场现采用搭建活动板房隔离方式减少煤尘对装置的不良影响。

设备在安装前做好安装地点的测量工作,拟定好设备的安装位置及水平高度。以确定管线的长度及安装高度,便于做好设备安装前的准备工作。

设备在安装时要按照设备安装的技术要求进行合理安装,装置须放在室内通风的场所(离墙至少1米)进行安装,以利用设备操作及维护保养。安装时应注意筒体的垂直度,设备应紧固牢靠,使用一段时期后应再行紧固。安装管道尽量直行(弯头多,对设备的流量和压力会造成一定损失)。为了保证安全,非安全电压电器件等应有效接地。接地电阻不大于4欧姆。消声器应设法接到室外,以免吹出的潮气影响控制系统的使用效果,但管道高度必须低于设备的出口高度,否则会造成部分液体倒流,影响再生效果。要防止雨水等进入。设备要与地面联接紧固,防止倒塌事件发生。


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