電子行業制氮機

1、1 電子行業制氮機設備：

PSA變壓吸附空分空分制氮機是以壓縮空氣為原料，采用新型吸附劑碳分子篩，在常溫下利用變壓吸附原理，將空氣中氧氣和氮氣加以分離，從而獲得純度大于99%的氮氣。

本裝置具有結構簡單，操作方便、隨用隨開、能耗較低登優點，尤其適合于小規模生產氮氣的需要。廣泛用于金屬材料、機械零件的熱處理保護氣氛；合成纖維、石油化工、浮法玻璃等生產過程的充氮防氧化；食品保鮮；糧食儲藏、中藥防腐、茶葉保色等方面。

1、2 電子行業制氮機設備適用范圍

本說明書是關于操作和維護佳業PSA變壓吸附制氮機系統的一般指南。其目的是幫助經過培訓的操作人員進行系統的啟動和停機，正常操作和一般性的維護調節。本說明書不適用于指示操作者進行特殊的操作和系統設置的更改。用戶如需要對系統的某些部分進行更改本說明書沒有敘述的變更和修改，請于我公司直接聯系，求得幫助。

二．PSA變壓吸附空分制氮機理及操作特性

本公司的PSA制氮機采用的變壓吸附法是七十年代迅速發展起來的一種新的制氮技術。它是以空氣為原料，利用一種高效能、高選擇性的固體吸附劑-焦炭分子篩對氮和氧的選擇性吸附，把空氣中的氮和氧分離出來。焦炭分子篩是非極性分子，優先吸附氧。碳分子篩對氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在碳分子篩表面的擴散速率不同，較小直徑的氣體（氮氣）擴散較慢，較少進入分子篩固相。這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時間后，分子篩對氧的吸附達到平衡，根據碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附，這一過程成為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯，交替進行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續的氮氣流。

2、1 PSA變壓吸附空分制氮系統特性

與傳統的制氮法相比，該法具有以下優點：

●  工藝流程簡單，結構外形小，占地面積省

●  自動化程度高，廠期快。啟動、關機只需要按一下按鈕，開機半個小時內即可產氣

●  能耗低，運行費用少，原料空氣取自自然，只需提供壓縮空氣和電源即可制氮。

●  純度調整方便，產品純度只受氮氣排出量的影響，可在99%-99.99%之間任意調節

●  可實現無人操作，裝置適應性強

2、2 PSA變壓吸附空分制氮機理

參見碳分子篩制氮裝置工藝流程圖

如圖所示，空氣經空氣壓縮機壓縮至0.8-0.85MPa（表壓）送至空氣儲氣罐后，經一油水分離器去除大部分水后，進入冷凍干燥機進行干燥，從冷凍干燥機出來的空氣再經兩級高效除油過濾器進一步除去空氣中的油水后，潔凈的壓縮空氣進入制氮裝置。

干燥氣通過吸附塔A底部的進氣閥進入A塔，經A塔中碳分子篩將其中的氧氣、二氧化碳吸附后，高純度的氮氣從塔氣從塔頂氮氣出口閥送入氮氣罐，并經過過濾除塵后進一步凈化。在塔中的吸附壓力為0.75-0.8 MPa（表壓），吸附時間約定58秒左右。在A塔進行吸

附的同時，B塔進行解吸，塔中的氣體有塔底解吸氣閥經消聲器放空，使塔內壓力降至大氣

壓，吸附的雜質大部分可以解吸排出。當A塔吸附、B塔解吸同時結束時，關閉A塔進氣

閥、氮氣出口閥，關閉B塔解吸氣閥，同時打開上、下均壓閥，使A塔與B塔均壓，均壓時間大約為2秒，均壓結束后，關閉上、下均壓閥，并同時進行B塔吸附A塔解吸，此時，打開B塔進氣閥、氮氣出口閥，A塔解吸氣閥。當B塔吸附，A塔解吸結束時，關閉B塔進氣閥、氮氣出口閥，A塔解吸氣閥，同時打開上、下均壓閥，使A塔與B塔均壓。均壓結束后，重復上述步驟，達到連續制氮的目的。

裝置中，A、B、吸附塔的進氣閥、氮氣出口閥及上、下均壓閥有可編程序控制器按規定的時間自動操作，周期性地進行吸附產期和脫附再生。在氮氣出口管路上裝了截止閥，用于調節制氮機出口流量和氮氣純度，并裝了流量計用以檢測流量，設了氮氣取樣口以檢測氮氣純度。

2.3 PSA變壓吸附操作特性

   碳分子篩的性能通常是由產氣量和回收率來描述的，這兩個性能指標是與產生的氮氣純度、運行壓力直接相關的。一般來講，純度不變時，產氣量是隨運行壓力的提高而增加的，而回收率只隨壓力升高稍有增長，當壓力一定是，回收率和產氣量都隨產生的氮氣中的氧含量增加而增大，PSA系統的好操作壓力為0.75-0.8 MPa左右。

三、制氮機系統工程配置

保證純水、干燥的壓縮空氣是使制氮機正常使用的前提條件，為使制氮機能夠正常地運行，適當的工程配置是必須的。

3、1 壓縮空氣源

制氮機應盡量采用獨立的氣源即空壓機，也可以利用已有的空壓站提供壓縮空氣，但必須要保證供給制氮系統足夠的氣量和相對恒定的輸入壓力。若氣源的使用點較多的話，就必須對系統進氣壓力進行控制，以保證正常平穩的運行。

保證穩定的進氣壓力是制氮系統正常工作的*條件

空壓機與系統的安裝在許可的條件下應盡可能遠離，并在其間加裝壓力調節閥和冷凝水排放支路。

我們一般向用戶推薦的空氣壓縮機是具有水平的，運轉可靠、維護簡單、維修周期長、低噪音、無基礎運轉的螺桿式無油空氣壓縮機。

用戶也可以根據自己的實力、需要，選配往復式空氣壓縮機。若用戶自備空氣源進氣壓力低，將會導致相應低的氮氣產量，所以自備空氣源的進氣壓力應穩定，以滿足預定的PSA制氮系統設計性能。

3. 2 儲氣罐

儲氣罐設計壓力為1.0 MPa的壓力容器表，裝有安全閥、壓力表和冷凝液排放管路。主要功能是作為壓縮空氣的緩沖器，起穩定和貯存作用，除此外可收集和排除進入壓縮空氣源的大部分油水冷凝液。

3. 2 冷凍干燥機

在制氮主機前加裝冷凍干燥機，使進入制氮系統的壓縮空氣干燥，從而保證制氮設備正常地使用，這一點是十分重要的。

冷凍式壓縮空氣干燥機是根據冷凍除濕原理，壓縮空氣在冷凍機中和制冷劑進行熱交換，空氣中的水分冷卻后再次發生冷凝，從而將其中所含的大量水蒸氣、油霧冷凝成液滴，由排水器排出。經此處理后的壓縮空氣，其干燥度可達到常壓露點—23℃（壓力露點可達2-4℃，含油量不超過5ppm.

3 4 PSA變壓吸附制氮機主機

       主機按產量大小及用戶的使用要求不同配置，本節只是對制氮主機典型流程的解釋。

1） 油水分離器—9級過濾器

進入系統的壓縮空氣初通過油水分離器，其功能是排除進氣源中大量的油、冷凝液及固定顆粒。油水分離器包裝有截止閥的冷凝排放管路，自動排放其中的含油冷凝液。

2） 空氣管路過濾器—7級過濾器

7級過濾器主要是去除進氣中仍然存在的1μm以上的剩余油水懸浮物的微粒，裝有油水過濾器一樣的冷凝排放管路。

3） 高效率除油過濾器—3級過濾器

3級過濾器用于清除進氣源中剩余的懸浮顆粒物質（小至0.01μm），仍然裝有油水過濾器一樣的冷凝排放管路

注意  定期排放油水是保證制氮機正常工作所需要的，定期更換濾芯是保證過濾器正常工作所需的。

4） 吸附塔

為兩只裝有碳分子篩的壓力容器，碳分子篩采用自動壓緊功能。為保證吸附塔運行良好，需定期補充碳分子篩。

5） 進氣閥

6） 氧分析儀

氧分析儀位于系統控制柜中，起連續檢測氮氣產品氣體的氧含量的作用，操作期間，從產品集管中取出的試樣氣體，流過分析儀檢測池（標準干燥空氣中氧含量21%），由此產生一個與氧濃度成正比的信號。

7） 控制器

控制器輸出信號，自動切換制氮機工作閥門，并對氮氣純度自動監測，將不合格氣自動放空。

四、安全警告

4. 1 氮氣危險

PSA制氮機系統能夠產生高純度氮氣。氮氣不能支持人的生命，是一種無色、無嗅、化學惰性的氣體。氮氣是無毒的，但大量氮氣的釋放可能取代支持生命所需的氧氣，含85%或更多的氮氣可在短時間內導致窒息或死亡。

大量的不合格氮氣必須通過適當管路排放出去。

 4. 2 壓縮空氣

   在壓縮管附近工作時，應特別注意壓縮空氣的突然釋放或設備的誤用，可能導致嚴重傷害。在斷開管路或更換過濾芯之前，要放掉所有管路和容器的壓力，不這樣做，可能導致嚴重傷害。