制氮机的基本知识及操作

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1、制氮机的基本知识及操作培训时间：2013.07.23培训人：丁飞培训地点:值班室一、基础知识  1．气体知识氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气（N2）在空气中的含量为78.084%（空气中各种气体的容积组分为：N2：78.084%、O2：20.9476%、氩气：0.9364%、CO2：0.0314%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：-195.8℃，冷凝点：-210℃。2．压力知识变压吸附（

2、PSA）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。现使用的吸附剂——碳分子筛最佳吸附压力为0.75~0.9MPa，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。二、制氮机组的设计说明1．制氮原理变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色，其孔型分布如下图所示：碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速

3、率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。2．制氮装置的技术特点1.自动运行全部选用进口控制元件，西门子微电脑控制器、德国盖米气动阀、日本SMC电磁阀、日本SMC气动元件，实现各工艺过程的自动转换，自动控制连续运行。2.自动检测①氮气流量在线检测，流量连续显示，并

4、可根据用户需要设计具有瞬时流量、流量积算两种状态显示，使用户能准确监控、计量氮气产量。②氮气纯度在线检测，氧含量连续显示，氧含量超标声光报警，并可根据用户需要设计不合格气体自动排空反馈系统。③氮气压力在线检测，压力连续显示。3.吸附塔复合流化床设计及分子筛自动压紧装置由于装填后的分子筛不可能是绝对紧密的，在强气流吹扫下，分子筛因产生快速位移而出现沸腾现象，造成分子筛间的碰撞、摩擦，从而大大降低了其强度，甚至可导致其粉化、失效，为避免出现这种情况，本机吸附塔除设置进气分流装置、复合流化床用以改变气流运动方向、降低对分子筛的冲击力、有效改善气体分布、消除气体附壁现象带

5、来的影响外，还设置了分子筛自动调隙复合压紧装置，充分控制了分子筛的沸腾现象，当分子筛因振动下沉时，自动调隙压紧装置上的调节机构可以及时自动补充下沉量，而不出现沸腾空间，设计补偿量塔体高300mm。4.故障检测可以及时检测出制氮机组的故障阀，减少排除故障时间。3．工艺流程简述取自空压机组的干燥压缩空气精过滤后使空气含油量£0.001PPm.W/W,进入主机FDA空分制氮机，工作压力为0.85-0.75，由程序控制器按设定的时间程序发出电讯号，左吸附塔（组）进入工作状态，这时干燥空气进入左吸附塔（组），经过复合流化床向出口端流动，当干燥压缩空气在工作压力下经过分子筛时

6、，空气中的O2、CO2和H2Ｏ被其吸附，流至出口端的气体，便是N2和Ar及£0.5%的微量O2，此过程大约需要60-90S。此时右吸附塔（组）处于减压解吸再生状态，把其上个周期已吸附的O2，H2O和CO2从碳分子筛微孔中靠瞬间压力差脱离排至大气中，当左塔工作（右塔解吸再生）达60-90S时,由程序控制器按设定的时间程序实现各阀门工作状态转换，并进行上下二次均压过程，来有效利用压缩空气，降低气耗比，这一过程大约需要2-4秒钟。然后转换为右塔（组）工作（左塔解吸再生）从而完成一个工作周期进入下一个工作周期，以此循环来获得源源不断的大于99.9%的普氮产品．当氮气纯度低

7、于用户设定的极限报警值时，控制柜发出声光报警，自动排空装置同时将不合格气体自动排空，自动切断供氮气源。4．制氮机组性能指标氮气产量：120Nm3/h氮气纯度：99.9%N2(无氧含量)氧含量：≤0.1%氮气露点：≤-40℃工作压力：0.6-0.85MPa输出压力：0.1--0.6MPa电源：220V50Hz300W电源一路空气总管道口径DN40氮气总管道口径DN25三、制氮机操作流程1、准备1.1活动扳手、棉纱、F扳手、对讲机1.2确认压力表完好，取压阀打开（压力表一次打开）1.3电已送至制氮撬块控制柜，氮气缓冲罐排污阀关闭，氮气储罐进口阀门打开2、启动2.1检查

8、仪表风储罐