制氮机在PLC中的应用

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1、制氮机在PLC中的应用第一章绪论1.1制氮机介绍在现在工业生产屮，空压机在冶金机械制造、矿山、电力、纺织、石化、轻纺等行业都有广泛的应用。传统的空压机供气控制方式大都是采用加、卸载控制方式。该控制方式虽然原理简单、操作简便，但是存在能耗大、进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题。随着科学技术的飞速发展，特别是电力电了技术、微电了技术、口动控制技术的高度发展和应用，使变频器的节能效果更为显着，它不但能实现无级调速，而且在负载不同时，始终高效运行，冇良好的动态特性，能实现高性能、高可靠性、高精度的自动控制相对于其

2、它调速方式（如：降压调速、变极调速、滑羌调速、交流吊级调速等）具有更大的优势，变频调速性能稳定、调瞬围广、效率高。为此本文采用PID技术和变频器实现对螺杆式空气压缩机的节能改造。整个工作系统的安全性和稳定性都有了很大提高，节能效果显著，实用性好。1.2制氮机产品氮气，占空气休积的78%,以单质的形式存在于空气之中，取之不尽，用Z不尽，是无色、无毒、无味的惰性气体。目前已被广泛应用于食品保鲜、粮食仓储、金属热处理、石油化学工业、宇航技术、玻璃工业等诸多领域。氮主要用于合成氨，反应式为N2+3H2=2NH3（条件

3、为高压，高温、和催化剂。反应为可逆反应）还是合成纤维（锦纶、睛纶），合成树脂，合成橡胶等的重要原料。氮是一种营养元索还可以用来制作化肥。例如：碳酸氢镂NH4HCO3,氯化钱NH4CI，硝酸钱NH4NO3等等。1・3制氮机工艺图IMIII图l.i制氮机工艺图第二章系统构成及工作原理2.1设计方案的确定P1C气动阀制氮安装（制氮机）是按照变压吸附道理，采纳高品质的碳分子筛作为吸附剂，在确定的压力F,从空气中制取氮气。颠末净化单调的压缩空气，在吸附器中进行加压吸附、减压脱附。由于能源学效应，氧在碳分子筛微孔中疏散速

4、率远人于氮，在吸附未达到均衡时，氮在气相中被富集起来，构成制品氮气。然后经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的氧气等朵质形成，实现再生。平凡在琐屑中设置两个吸附塔，一塔吸附产氮，另一塔脱附再生，颠末P1C程序放肆器放肆气动阀的启闭，使两塔瓜代循环，以实现接续生产高品质氮气之指标。以空气为原料，颠末压缩、净化，再操纵热交流使空气液化成为液空。液空次要是液氧和液氮的同化物，操纵液氧和液氮的沸点分歧（在1人气压下，前者的沸点为-183°C,后者的为-196°C）,颠末液空的精憎，使它们分别来获得氮气。深冷空分制氮配备复杂

5、、占地面积犬，基建用度较高，配备一次性投资较多，运行资本较高，产气慢（12〜24h）,安装要求高、周期较长。综合配备、安装及基建诸因素，3500nm3/h以下的配备，相同规格的psa安装的投资范畴耍比深冷空分安装低20%〜50%。深冷空分制氮安装宜于大范畴工业制氮，而中、小范畴制氮就显得不经济。b分子筛空分制氮以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，使用变压吸附道理，操纵碳分子筛对氧和氮的筛选性吸附而使氮pic气动阀制氮机使命道理和氧分别的方式，通称psa制氮。此法是七十年月迅速成长起来的一种新的制氮技术。与传统

6、制氮法相比，它存在工艺流程复杂、主动化程度高、产气快（15〜30分钟）、能耗低，产品纯度可在较大范畴内按照用户需耍进行调理，操作掩护便捷、运行资本较低、安装顺应性较强等特点，故在1000nm3/h以下制氮配备中颇具合作力，越来越获得中、小型氮气用户的欢迎，psa制氮已成为中、小型氮气用户的首选方式。c膜空分制氮以空气为原料，在确定压力条件下，操纵氧和氮等分歧素质的气体在膜中存在分歧的渗透速率来使氧和氮分别。和其它制氮配备相比它存在布局更为复杂、体积更小、无切换阀门、掩护量更少、产气更快（W3分钟）、增容便捷等

7、长处，它特别适宜于氮气纯度W98%的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的psa制氮机相比价格要凌驾逾越15%以上。1.2系统构成PSA制氧系统主要由空气压缩机、空气净化系统，空气储罐、切换阀、吸附器和氧气缓冲罐等组成。原料空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，再经过左进气阀进入左吸附塔。此时塔压力升高，压缩空气中的氮分子被沸石分子筛吸附，未被吸附的氧气则穿过吸附床层，经过出气阀进入氧气缓冲罐。这个过程称为吸附，持续时间为几十秒。吸附过程结束后，左吸附

8、塔与右吸附塔通过均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间约为3~5秒。均压结束后，压缩空气又经过右进气阀，进入右吸附塔，重复上述吸附过程。同时左吸附塔小被分子筛吸附的氧气通过左排空阀解压释放至大气当屮，此过程称为解吸，吸附饱和的分子筛从而得到再生。同样，左塔吸附时右塔同时也在解吸。右塔吸附结束后，同样进入均压过程，然后再切换到左塔吸附，如此循环交替，连续生产氧气。上述基本工艺步骤