制氮机工艺流程图

 

制氮机原理

碳分子筛是PSA制氮机上的吸附剂，利用压缩空气中氧、氮分子在碳分子筛中吸附量的差异，通过加压吸附产气，常压脱附再生的原理从压缩空气中直接制取产品氮气的气体分离设备。

碳分子筛对压缩空气中氧、氮分子存在吸附量差异主要是基于这两种气体在碳分子筛表面上的扩散速率不同。直径较小的气体分子（O₂）扩散速率较快，直径较大的气体分子（N₂）扩散速率较慢；同时在不同吸附压力下，吸附压力越高，吸附量越大。因此，利用碳分子筛对氧和氮在某一段时间内、不同压力下吸附量的差别这一特性，由全自动控制系统程序按特定可编程序施以加压吸附产气、常压脱附再生的循环过程，完成氮氧分离，获得所需不同纯度的氮气。

碳分子筛对氧气和氮气在不同的吸附时间和吸附压力下吸附量的变化差异曲线：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较小

分子筛制氮机（PSA变压吸附制氮机）通常使用双吸附塔工艺结构，通过进气、吸附、产气、均压、脱附、再生六个基本步骤，完成氮氧分离，获得所需不同纯度的氮气。

碳分子筛（CMS）的动态吸附量、分离系数、抗油性、抗水性、耐磨性等参数优劣决定了碳分子筛的性能好坏和使用寿命的长短。

特点

• 分子筛制氮机能够生产纯度低至95%的氮气（非氧含量），但更普遍的是产出纯度为99%~99.999%的氮气，来满足用户现场不同纯度氮气的需求。
• 运行稳定、快速产出合格氮气，最短在10~20分钟即可产出合格氮气，二次启动氮气纯度不下降、随开随用；
• 节能制氮机变频氮气纯度控制技术，满足不同行业用户，用户终端用多少氮气、设备就产多少氮气、就耗多少压缩空气，配套变频空压机使用，达到节能降耗效果，减少运行电费；
• 采用空压机供气系统、净化干燥系统、制氮机系统分别模块撬装预制，用户现场安装简单快捷； 
• 小型制氮机属于简单压力容器、方便用户直接安装、使用与管理。
• 选配DCS多功能监控系统和远程无线监控系统，可实现设备本地监控和远程监控，数据存储与查询，系统运行工况尽在掌握；
• 7*24小时全面和专业的服务，专人定期电话或现场回访用户，提醒用户各种注意事情，督促用户及时维护与保养； 
• 可定制满足SMT行业、半导体、芯片、压力容器等特殊机型。
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稳定运行的有效保证

1.空压机出口配有气水分离器，能够去除95%以上的液态水及油污混合物，减小了冷干机和过滤器负荷。

2.冷干机采用高温型，设计进气温度≤80℃，确保系统净化除水干净。

3.冷干机和过滤器前后均有缓冲罐：空气缓冲罐、空气工艺罐；稳定制氮机均压进气时空气流速，有效提高冷干机和过滤器净化效果。

4.配置三级过滤器，净化精度最小含油量0.001ppm，配置活性炭除油，防止油雾进入制氮机，非活性炭简易过滤器。

5.空气缓冲罐、过滤器底部配有自动和手动排水装置，方便排水。

6.吸附塔径高比合理、氮气工艺罐大容积满足系统使用要求。

7.氮机吸附塔进出气顶吹、扩散技术，减少压缩空气对分子筛的损坏。

8.氮机装填压紧技术，分子筛装填密度高、分子筛不喷筛、不粉化。

9.电磁阀、气动阀驱动气前再增配过滤器、调压阀和压力阻尼器，确保制氮机能更长久、更稳定地运行；

10.氮气纯度不合格氮气自动排空并报警，氮气纯度合格供气。

11. 可根据产氮负荷与用氮气量相对调整制氮机工艺，达到节能降耗。

系统组成

可分空气压缩机、净化装置、制氮装置、氮气储存等部分。

包括：螺杆空压机、 W级气水分离过滤器、空气缓冲罐、7级过滤器、冷干机、5级过滤器、3级过滤器、活性炭除油器、空气工艺罐、分子筛制氮机（PSA制氮机）、氮气检测装置、氮气工艺罐、氮气储罐等基本单元模块。

变压吸附制氮机系统组成

空气压缩机	为制氮机提供压缩空气源，空压机供气压力为0.8~1.0Mpa，出口含油量3ppm以下。目前永磁变频或双级压缩变频空压机在节能降耗上较为突出。
气水分离过滤器	通过旋风分离结构，可以去除99%的液态水；比传统气水分离器增加了过滤功能，去除3mm以上颗粒；根据使用情况定期更换滤芯（建议4000h更换一次）；需要定期检查过滤器自排器是否通畅，定期清洗自排器。
空气缓冲罐	对压缩空气进行稳压，通过闪蒸降温析出空气中的水分和油份；需定期检查罐底自排器是否通畅，定期清洗自排器。
7级除油过滤器	去除1mm以上颗粒；残余含油量≤0.1ppm w/w；根据使用情况定期更换滤芯（建议4000h更换一次）；需要定期检查过滤器自排器是否通畅，定期清洗自排器。
冷冻式干燥机	标配选择高温型，进气温度≤80℃，确保出口露点在3~10℃。需定期检查冷干机自排器是否通畅，定期清洗自排器；需定期检查冷干机冷媒压力；需定期吹扫冷干机散热器。
5级高精过滤器	去除0.01mm以上颗粒，残余含油量≤0.01ppm w/w；根据使用情况定期更换滤芯；需要定期检查过滤器自排器是否通畅，定期清洗自排器。
3级超精过滤器	去除0.01mm以上颗粒，残余含油量≤0.003ppm w/w；根据使用情况定期更换滤芯（建议4000h更换一次）；需要定期检查过滤器自排器是否通畅，定期清洗自排器。
活性炭除油器	去除油蒸汽和碳氢化合物，残余含油量≤0.001ppm w/w；根据使用情况定期更换除油器填料（建议8000h更换一次）。
空气工艺罐	稳定压缩空气压力，减缓经过干燥机、过滤系统的压缩空气瞬时流速，使干燥机、过滤器、除油器等单元能够充分工作。
分子筛制氮机（PSA制氮机）	选择优质、全新（非再生）、性价比高的碳分子筛；制氮机吸附塔属于疲劳压力容器，要考虑容器材质及厚度。用最少的压缩空气，产出更多的氮气，高产出比。产出氮气迅速稳定，产气压力高，设备操作方便简单。制氮机产氮纯度、压力、流量数据参数存储可查。消音器结构合理，排气噪音低，满足国标要求。
氮气工艺罐	满足制氮机工艺用气要求，稳定产出氮气压力，不替代氮气储罐
氮气检测调节	通过调节、检测、稳压产出符合设计要求的成品氮气，具有检测合格供气、不合格排空的功能；配有氮气管路过滤器，去除0.01mm以上颗粒，产出氮气纯净。
氮气储罐	稳定压力和储存氮气，用于瞬时用气和大气量用气。