變壓吸附制氮機的優(yōu)點及缺點

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，氮氣在化工、電子、冶金、食品、機械等領域獲得了廣泛的應用，我國對氮氣的需求量每年以大于8%的速度增加。氮氣的化學性質不活潑，在平常的狀態(tài)下表現(xiàn)為很大的惰性，不易與其他物質發(fā)生化學反應。因此，氮氣在冶金工業(yè)、電子工業(yè)、化工工業(yè)中廣泛的用來作為保護氣和密封氣，一般保護氣的純度要求為99.99%，有的要求99.998%以上的高純氮。液氮是一個較方便的冷源，在食品工業(yè)、醫(yī)療事業(yè)以及畜牧業(yè)的精液貯藏等方面得到越來越普遍的應用。在化肥工業(yè)生產合成氨時，合成氨的原料氣—氫、氮混合氣若用純液氮洗滌精制，可使惰性氣體的含量極微小，一氧化硫和氧的含量不超過20ppm。

變壓吸附技術利用吸附劑對氣體的選擇性吸附的特性進行工作。通常分變壓吸氮設備和變壓吸氧設備，變壓吸附氮氣設備是采用碳分子篩為吸附劑，而變壓吸附制氧設備是以沸石分子篩吸附劑為核心，根據(jù)吸附劑在較高壓力下選擇吸附氮氣，未被吸附的氧氣在吸附塔頂部聚集，作為產品氣輸出。

變壓吸附制氮的工藝流程和設備簡介

1、工藝流程簡介

空氣經空氣過濾器清除灰塵和機械雜質后進入空氣壓縮機，壓縮至所需壓力，經嚴格的除油、除水、除塵凈化處理，輸出潔凈的壓縮空氣，目的是確保吸附塔內分子篩的使用壽命。裝有碳分子篩的吸附塔共有二個，一個塔工作時，另一個塔則減壓脫附。潔凈空氣進入工作吸附塔，經過分子篩時氧、二氧化碳和水被其吸附，流至出口端的氣體便是氮氣及微量的氬和氧。另一塔（脫附塔）使已吸附的氧氣、二氧化碳和水從分子篩微孔中脫離排至大氣中。這樣兩塔輪流進行，完成氮氧分離，連續(xù)輸出氮氣。

2、主要設備簡介：

該工藝中的空氣過濾器和空氣壓縮機的簡介同深冷制氮工藝。
⑴ 后冷卻器：是用來降低進入空氣干燥凈化器前壓縮空氣的溫度，使之析出油和水的設備。通常采用列管式、套管式、散熱片式等結構的后冷卻器。
⑵ 油水分離器：它的作用是分離壓縮空氣中所含的油分和水分，使壓縮空氣得到初步的凈化。
⑶ 空氣干燥凈化器：壓縮空氣經后冷卻器后仍含有一定的水分，其含量取決于空氣的溫度。壓縮空氣的干燥處理一般采用分子篩吸附法和冷凍干燥法。
⑷ 變壓吸附制氮裝置：采用的吸附劑通常為 5A 分子篩或碳分子篩，再生方式為無熱再生，高壓吸附、低壓或常壓解析。此為分離氮氣的核心設備。
⑸ 氮氣凈化設備：包括除氧塔、吸附干燥器和水冷凝器。除氧塔是一個用鈀作催化劑的催化反應器。吸附干燥器的吸附劑為分子篩，再生方式為有熱再生（電加熱）。

變壓吸附制氮機的優(yōu)點

1、變壓吸附制氮流程簡單，設備數(shù)量少，主要設備僅有空壓機、空氣干燥器、吸附制氮機和儲氣罐等。而深冷制氮流程復雜，設備數(shù)量多，主要設備有空壓機、空冷器、空氣凈化干燥器、換熱器、膨脹機和精流塔等。
2、可撬裝，且啟停方便，產氣快。
3、變壓吸附制氮設備數(shù)量較少，基建費用少，對廠房和設備基礎的要求也不高。
4、變壓吸附制氮本身較簡單，運轉機械數(shù)量少，近似常溫常壓下操作，維修保養(yǎng)工作量少，費用低。
5、PSA變壓吸附制氮投資最低。

變壓吸附制氮機的缺點

1、變壓吸附制氮制取的氮氣純度一般在95%-99.9%范圍內，如果需要更高純度的氮氣需增加氮氣凈化設備。氮氣純度只受產品氮氣負荷的影響，在其他條件不變情況下，氮氣排出量越大，氮氣的純度就越低；反之則越高。因此，對于一套變壓吸附制氮設備只要負荷允許其產品純度可以在 90-99.9%之間任意調節(jié)。
2、變壓吸附制氮只能生產氮氣，無備用手段，單套設備難以保證工藝裝置連續(xù)長周期運行。