氧氮分離單元
氧氮分離單元為制氮設(shè)備核心單元,主要由裝有吸附劑的吸附塔、氣動閥、壓緊氣缸、消聲器等組成。根據(jù)在不同壓力下,吸附劑對壓縮空氣中氧氣吸附量的差異,吸附塔升壓吸附劑吸氧產(chǎn)氮,吸附劑脫氧再生,兩塔交替工作,實(shí)現(xiàn)連續(xù)制取氮?dú)狻Qb有吸附劑的吸附塔共有A、B塔兩只。當(dāng)潔凈的原料空氣進(jìn)入A塔,O2、CO2和H2O被吸附劑吸附,氮?dú)庥沙隹诙溯敵?。一段時間后,A塔內(nèi)吸附劑吸氧飽和,切換至B塔工作,原料空氣進(jìn)入B塔吸氧產(chǎn)氮,A塔卸壓,且小部分氮?dú)膺M(jìn)入A塔,脫附已被吸附的O2、CO2和H2O,實(shí)現(xiàn)吸附劑脫氧再生。兩塔交替進(jìn)行吸附和再生,完成氧氮分離,上述過程由PLC控制器全自動控制。
隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,氮?dú)庠诨?、電子、冶金、食品、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,我國對氮?dú)獾男枨罅棵磕暌源笥?%的速度增加。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)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(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此,氮?dú)庠谝苯鸸I(yè)、電子工業(yè)、化工工業(yè)中廣泛的用來作為保護(hù)氣和密封氣,一般保護(hù)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)、事業(yè)以及畜牧業(yè)的貯藏等方面得到越來越普遍的應(yīng)用。在化肥工業(yè)生產(chǎn)合成氨時,合成氨的原料氣—?dú)?、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。
變壓吸附法:
變壓吸附法即PSA法(PressureSwing Adsorption),基于吸附劑對空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離得到氮?dú)?。?dāng)空氣經(jīng)過壓縮,通過吸附塔的吸附層時,氧分子優(yōu)先被吸附,氮分子留在氣相中,而成為氮?dú)狻N竭_(dá)到平衡時,利用減壓將分子篩表面所吸附的氧分子驅(qū)除,恢復(fù)分子篩的吸附能力即吸附劑解析。為了能夠連續(xù)提供氮?dú)?,裝置通常設(shè)置兩個或兩個以上的吸附塔,一個塔吸附,另一個塔解析,按適當(dāng)?shù)臅r間切換使用。
膜法氣體分離技術(shù)是當(dāng)今世界競相發(fā)展的高新技術(shù),具有技術(shù)先進(jìn)、投資少、操作費(fèi)用低、壽命長、操作簡單、開停車方便、占地面積小、操作彈性大、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。膜法氣體分離技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油(三次采油、回收);化工(置換、吹掃、保護(hù)氣);冶金(碳氮共滲、退火、焊接保護(hù)氣);電子(電子器件保護(hù)氣)、運(yùn)輸(、危險品保護(hù)氣);煤炭(滅火、防爆);農(nóng)業(yè)(庫存農(nóng)產(chǎn)品的起跳保護(hù)、防霉、、防蟲);(氮封、覆蓋保護(hù)氣)等領(lǐng)域。膜法空分可以直接生產(chǎn)氮?dú)?、其純度可?0%--99.7%范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié);膜法空分還可以直接生產(chǎn)富氧空氣、富氧空氣的濃度可以達(dá)到40%。