PSA制氮裝置工作原理

1.變壓吸附的原理

在吸附平衡情況下，任何一種吸附劑在吸附同一氣體時，氣體壓力越高，則吸附劑的吸量

越大。反之，壓力越低，則吸附量越小。如下圖所示：

如上所述，在空氣壓力升高時，碳分子篩將大量吸附氧氣、二氧化碳和水分。當壓力降到常壓

時，碳分子篩對氧氣、二氧化碳和水分的吸附量非常小。

變壓吸附設(shè)備主要由A、B二只裝有碳分子篩的吸附塔和控制系統(tǒng)組成。當壓縮空氣（壓力一般

為0.8Mpa）從下至上通過A塔時，氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附，而氮氣則被通過并從塔頂流出。當A塔內(nèi)分子篩吸附飽和時便切換到B塔進行上述吸附過程并同時對A塔分子篩進行再生。所謂再生，即將吸附塔內(nèi)氣體排至大氣從而使壓力迅速降低至常壓，使分子篩吸附的氧氣、二氧化碳和水分從分子篩內(nèi)釋放出來的。

液氮設(shè)備工作原理

液氮機是采用帶預冷的單壓縮機驅(qū)動的深冷混合工質(zhì)節(jié)流制冷機實現(xiàn)氮氣液化（-180℃）的需

求。深冷混合工質(zhì)節(jié)流制冷機是基于回熱式多元混合工質(zhì)節(jié)流制冷循環(huán)，從環(huán)境溫度至目標制冷溫度，優(yōu)選高中低沸點純質(zhì)組元組成多元混合工質(zhì)，實現(xiàn)各沸點組元有效制冷溫區(qū)的接力匹配，是一種可高效實現(xiàn)-40~-196℃溫區(qū)的制冷機。本產(chǎn)品優(yōu)勢在于：可采用市場上成熟的商用壓縮機、換熱器等設(shè)備；液化效率高、可靠性高、無需維護、使用周期長。

2.系統(tǒng)工藝流程

首先原料壓縮空氣流量≥6.6Nm3/min,壓力為≥1.0Mpa,經(jīng)高效除油器（三級過濾）除去大部分

油、水、塵埃后；進入風冷卻器降溫，再進入無熱再生干燥器除去壓縮空氣中的水分；接著進入粉塵精濾器；最后進入活性炭過濾器深度除油，過緩沖儲氣罐后進入二個填裝吸附劑的變壓吸附分離系統(tǒng)，即制氮機組。潔凈的壓縮空氣由吸附塔底端進入，氣流經(jīng)空氣擴散器擴散以后，均勻進入吸附塔，進行氧氮吸附分離，然后從出口端流出氮氣，進入氮氣緩沖罐，這一產(chǎn)氮過程約1分鐘，之后經(jīng)均壓和減壓（至常壓），脫除所吸附的雜質(zhì)組分（主要為氧氣），完成吸附劑的再生。二個吸附塔交替循環(huán)操作，連續(xù)送入原料空氣，連續(xù)生產(chǎn)純度≥99.9%的氮氣，產(chǎn)量為75Nm3/h，氮氣輸出壓力為1.0Mpa（可調(diào)），氮氣露點為－40℃。成品氮氣一部分進入增壓系統(tǒng)；經(jīng)過增壓機增壓到3.0Mpa進入氮氣儲氣罐進行氮氣存儲。另一部分氮氣進入液氮機，經(jīng)過液氮機液氮，最終產(chǎn)出成品液氮，再經(jīng)過真空管進入2個15L自增壓液氮罐中。