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低溫氮氣的生產(chǎn)操作周期(簡稱兩次大加熱之間的間隔)一般都超過一年,因此,低溫氮氣的生產(chǎn)一般不會在等待中考慮。通過變壓吸附產(chǎn)生氮氣只能產(chǎn)生氮氣,而且沒有備用介質(zhì),單套設(shè)備不能長期連續(xù)運行。氮氣(N2)在1個大氣壓下的冷卻和冷凍整個過程中吸收的總能量為382kJ/kg,在同食品的接觸過程中呈中性,因此可用于食品防腐。
制氮機是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計、制造的氮氣制取設(shè)備。制氮機以進(jìn)口碳分子篩(CMS)為吸附劑,采用常溫下變壓吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮氣??諝赓A藏的作用,一是使壓縮空氣進(jìn)一步冷卻,使部分水蒸氣吸油冷凝為水及油,從排污口排出,減少空氣預(yù)處理系統(tǒng)的負(fù)載;二是使輸入PSA制氮機的源料氣比較平穩(wěn)。變壓吸附制氮制取的氮氣純度一般在95%-99.9%范圍內(nèi),假如需要更高純度的氮氣需增加氮氣凈化設(shè)備。氮氣純度只受產(chǎn)品氮氣負(fù)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。
制氮機,是指以空氣為原料,利用物理方法將其中的氧和氮分離而獲得氮氣的設(shè)備。根據(jù)分類方法的不同,即深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法,工業(yè)上應(yīng)用的制氮機,可以分為三種。變壓吸附制氮機由壓縮機將空氣壓縮至0.75-1.0MPa,作為空氣源經(jīng)單向閥及截止閥進(jìn)入空氣貯罐及預(yù)處理系統(tǒng)。在本單元所選用空壓機為微油螺桿壓縮機,有各種保護(hù)系統(tǒng),單向閥的作用是為了防止空氣貯罐中氣體的回流。制氮機中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(jìn)入工作吸附塔,經(jīng)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和氧。
膜空分制氮原理:當(dāng)混合氣體在膜兩側(cè)壓力差的作用下,滲透速率相對快的氣體,如水、氫氣、氦氣、二氧化碳等透過膜后,在膜的滲透側(cè)被富集,而滲透速率相對較慢的氣體,如氮氣等氣體則被滯留在膜的側(cè)被富集,從而達(dá)到混合氣體分離的目的。制氮機的深冷空分制氮原理不僅可以產(chǎn)生氮氣,還可以產(chǎn)生液氮,滿足液氮加工的要求,可以儲存在液氮儲罐中。當(dāng)間歇性氮氣裝載或空氣分離設(shè)備被修復(fù)時,液氮儲存在儲罐中。進(jìn)入蒸發(fā)器后,將其加熱并送入產(chǎn)品氮氣管線,以滿足工藝裝置的氮氣需求。氮氣(N2)是一種無色、無味、無臭的惰性氣體,密度為1.2506kg/m3,熔點為-209.86℃,沸點為-195.8℃,稍溶于水和乙醇,化學(xué)性質(zhì)不活躍。