電子行業(yè)制氮機設備

1、1 電子行業(yè)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(jiǎn)單，操作方便、隨用隨開(kāi)、能耗較低登優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于小規模生產(chǎn)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(chǎn)過(guò)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(yè)制氮機設備適用范圍

本說(shuō)明書(shū)是關(guān)于操作和維護佳業(yè)PSA變壓吸附制氮機系統的一般指南。其目的是幫助經(jīng)過(guò)培訓的操作人員進(jìn)行系統的啟動(dòng)和停機，正常操作和一般性的維護調節。本說(shuō)明書(shū)不適用于指示操作者進(jìn)行特殊的操作和系統設置的更改。用戶(hù)如需要對系統的某些部分進(jìn)行更改本說(shuō)明書(shū)沒(méi)有敘述的變更和修改，請于我公司直接聯(lián)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(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。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(lái)。焦炭分子篩是非極性分子，優(yōu)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(jìn)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(shí)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(guò)程成為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯(lián)，交替進(jìn)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(yōu)點(diǎn)：

●  工藝流程簡(jiǎn)單，結構外形小，占地面積省

●  自動(dòng)化程度高，廠(chǎng)期快。啟動(dòng)、關(guān)機只需要按一下按鈕，開(kāi)機半個(gè)小時(shí)內即可產(chǎn)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(chǎn)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(shí)現無(wú)人操作，裝置適應性強

2、2 PSA變壓吸附空分制氮機理

參見(jiàn)碳分子篩制氮裝置工藝流程圖

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

干燥氣通過(guò)吸附塔A底部的進(jìn)氣閥進(jìn)入A塔，經(jīng)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(jīng)過(guò)過(guò)濾除塵后進(jìn)一步凈化。在塔中的吸附壓力為0.75-0.8 MPa（表壓），吸附時(shí)間約定58秒左右。在A(yíng)塔進(jìn)行吸

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

壓，吸附的雜質(zhì)大部分可以解吸排出。當A塔吸附、B塔解吸同時(shí)結束時(shí)，關(guān)閉A塔進(jìn)氣

閥、氮氣出口閥，關(guān)閉B塔解吸氣閥，同時(shí)打開(kāi)上、下均壓閥，使A塔與B塔均壓，均壓時(shí)間大約為2秒，均壓結束后，關(guān)閉上、下均壓閥，并同時(shí)進(jìn)行B塔吸附A塔解吸，此時(shí)，打開(kāi)B塔進(jìn)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(shí)，關(guān)閉B塔進(jìn)氣閥、氮氣出口閥，A塔解吸氣閥，同時(shí)打開(kāi)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(jìn)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(shí)間自動(dòng)操作，周期性地進(jìn)行吸附產(chǎn)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(chǎn)氣量和回收率來(lái)描述的，這兩個(gè)性能指標是與產(chǎn)生的氮氣純度、運行壓力直接相關(guān)的。一般來(lái)講，純度不變時(shí)，產(chǎn)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(cháng)，當壓力一定是，回收率和產(chǎn)氣量都隨產(chǎn)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(diǎn)較多的話(huà)，就必須對系統進(jìn)氣壓力進(jìn)行控制，以保證正常平穩的運行。

保證穩定的進(jìn)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(hù)推薦的空氣壓縮機是具有水平的，運轉可靠、維護簡(jiǎn)單、維修周期長(cháng)、低噪音、無(wú)基礎運轉的螺桿式無(wú)油空氣壓縮機。

用戶(hù)也可以根據自己的實(shí)力、需要，選配往復式空氣壓縮機。若用戶(hù)自備空氣源進(jìn)氣壓力低，將會(huì )導致相應低的氮氣產(chǎn)量，所以自備空氣源的進(jìn)氣壓力應穩定，以滿(mǎn)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)行熱交換，空氣中的水分冷卻后再次發(fā)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(jīng)此處理后的壓縮空氣，其干燥度可達到常壓露點(diǎn)—23℃（壓力露點(diǎn)可達2-4℃，含油量不超過(guò)5ppm.

3 4 PSA變壓吸附制氮機主機

       主機按產(chǎn)量大小及用戶(hù)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(guò)濾器

進(jìn)入系統的壓縮空氣初通過(guò)油水分離器，其功能是排除進(jìn)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(dòng)排放其中的含油冷凝液。

2） 空氣管路過(guò)濾器—7級過(guò)濾器

7級過(guò)濾器主要是去除進(jìn)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(guò)濾器一樣的冷凝排放管路。

3） 高效率除油過(guò)濾器—3級過(guò)濾器

3級過(guò)濾器用于清除進(jìn)氣源中剩余的懸浮顆粒物質(zhì)（小至0.01μm），仍然裝有油水過(guò)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(guò)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(dòng)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(jìn)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(chǎn)品氣體的氧含量的作用，操作期間，從產(chǎn)品集管中取出的試樣氣體，流過(guò)分析儀檢測池（標準干燥空氣中氧含量21%），由此產(chǎn)生一個(gè)與氧濃度成正比的信號。

7） 控制器

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

四、安全警告

4. 1 氮氣危險

PSA制氮機系統能夠產(chǎn)生高純度氮氣。氮氣不能支持人的生命，是一種無(wú)色、無(wú)嗅、化學(xué)惰性的氣體。氮氣是無(wú)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(shí)間內導致窒息或死亡。

大量的不合格氮氣必須通過(guò)適當管路排放出去。

 4. 2 壓縮空氣

   在壓縮管附近工作時(shí)，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(kāi)管路或更換過(guò)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。