該產(chǎn)品屬于碳素吸附劑，是由碳組成的多孔物質(zhì)，孔結構模型為無(wú)序堆積碳素結構。碳分子篩是非計量化合物，其重要性質(zhì)是基于它的微孔結構。它分離空氣的能力，取決于空氣中各種氣體在碳分子篩微孔中的不同擴散速度，或不同的吸附力，或兩種效應同時(shí)起作用。在平衡條件下，碳分子篩對氧和氮的吸附量相當接近，但氧分子通過(guò)碳分子篩微孔系統的狹窄空隙的擴散速度要比氮分子快得多，碳分子篩空分制氮就是基于這一性能，在遠未達到平衡條件的時(shí)間之前，通過(guò)PSA工藝流程使氮氣從空氣中分離出來(lái)。該裝置一般稱(chēng)為制氮機。其工藝流程是采用在常溫下變壓吸附法(簡(jiǎn)稱(chēng)P.S.A法)，變壓吸附為無(wú)熱源的吸附分離過(guò)程，碳分子篩對被吸附組份(主要是氧分子)的吸附容量因上述原理在充壓、產(chǎn)氣時(shí)吸附，在降壓排氣時(shí)解吸，使碳分子篩再生。同時(shí)，床層氣相富集的氮氣穿過(guò)床層成為產(chǎn)品氣，各步驟連為循環(huán)操作。變壓吸附過(guò)程循環(huán)操作包括：充壓、產(chǎn)氣;均壓;降壓、排氣;然后再充壓、產(chǎn)氣;……幾個(gè)工作階段，形成循環(huán)操作過(guò)程。其根據流程的再生方法不同，可分為真空再生流程和常壓再生流程。該產(chǎn)品屬于碳素吸附劑，是由碳組成的多孔物質(zhì)，孔結構模型為無(wú)序堆積碳素結構。碳分子篩是非計量化合物，其重要性質(zhì)是基于它的微孔結構。它分離空氣的能力，取決于空氣中各種氣體在碳分子篩微孔中的不同擴散速度，或不同的吸附力，或兩種效應同時(shí)起作用。在平衡條件下，碳分子篩對氧和氮的吸附量相當接近，但氧分子通過(guò)碳分子篩微孔系統的狹窄空隙的擴散速度要比氮分子快得多，碳分子篩空分制氮就是基于這一性能，在遠未達到平衡條件的時(shí)間之前，通過(guò)PSA工藝流程使氮氣從空氣中分離出來(lái)。三、碳分子篩空分制氮裝置該裝置一般稱(chēng)為制氮機。其工藝流程是采用在常溫下變壓吸附法(簡(jiǎn)稱(chēng)P.S.A法)，變壓吸附為無(wú)熱源的吸附分離過(guò)程，碳分子篩對被吸附組份(主要是氧分子)的吸附容量因上述原理在充壓、產(chǎn)氣時(shí)吸附，在降壓排氣時(shí)解吸，使碳分子篩再生。同時(shí)，床層氣相富集的氮氣穿過(guò)床層成為產(chǎn)品氣，各步驟連為循環(huán)操作。變壓吸附過(guò)程循環(huán)操作包括：充壓、產(chǎn)氣;均壓;降壓、排氣;然后再充壓、產(chǎn)氣;……幾個(gè)工作階段，形成循環(huán)操作過(guò)程。其根據流程的再生方法不同，可分為真空再生流程和常壓再生流程。P.S.A制氮機設備根據用戶(hù)的需要可包括空氣壓縮純化系統、變壓吸附系統、閥門(mén)程序控制系統(真空再生的還需帶有真空泵)，及氮氣供應系統。四、碳分子篩制氮需要控制的條件1、空氣壓縮純化過(guò)程純原料空氣進(jìn)入碳分子篩吸附塔，是非常必要的，因為棵粒及有機氣氛進(jìn)入吸附塔會(huì )堵塞碳分子篩的微孔，并逐漸使碳分子篩的分離性能降低。純化原料空氣的方法有：1使空壓機的進(jìn)氣口遠離有灰塵、油霧、有機氣氛的場(chǎng)所;2通過(guò)冷干機、吸附劑凈化系統等，較后經(jīng)處理后的原料空氣進(jìn)入碳分子篩吸附塔。2、產(chǎn)品氮氣的濃度和產(chǎn)氣量碳分子篩制取氮氣，其N(xiāo)2濃度和產(chǎn)氣量可根據用戶(hù)的需要進(jìn)行任意調節，在產(chǎn)氣時(shí)間及操作壓力確定時(shí)，調低產(chǎn)氣量，N2濃度將提高，反之，N2濃度則下降。用戶(hù)可根據實(shí)際需要調節。3、均壓時(shí)間碳分子篩制氮過(guò)程，當一個(gè)吸附塔吸附結束時(shí)，可將此吸附塔內的有壓氣體從上下兩個(gè)方向注入另一個(gè)已再生好的吸附塔中，并使兩塔氣體壓力相同，此一過(guò)程稱(chēng)為吸附塔的均壓，選擇適當的均壓時(shí)間，即可回收能量，也可以減緩吸附塔內的分子篩受到的沖擊，從而達到延長(cháng)碳分子篩的使用壽命。參考伐門(mén)的切換速度一般選擇均壓時(shí)間為1～3秒。4、產(chǎn)氣時(shí)間根據碳分子篩對氧和氮的吸擴散速率不同，其吸附O2在短時(shí)間內就達到平衡，此時(shí)，N2的吸附量很少，較短的產(chǎn)氣時(shí)間，可有效的提高碳分子篩的產(chǎn)氣率，但同時(shí)也增加了伐門(mén)的動(dòng)作頻率，因此伐門(mén)的性能也很重要。一般選擇吸附時(shí)間為30～120秒。小型高純制氮機推薦使用短的產(chǎn)氣時(shí)間，大型低濃度推薦使用長(cháng)的產(chǎn)氣時(shí)間。5、操作壓力碳分子篩在動(dòng)力學(xué)效應的同時(shí)，又具有平衡吸附效應，吸附質(zhì)分壓高，吸附容量也高，因此加壓吸附是有利的，但吸附壓力太高，對空壓機的選型要求也增高，另外常壓再生與真空再生兩個(gè)流程對吸附壓力要求也不同，綜合各項因素，建議常壓再生流程的吸附壓力選為5～8Kg/cm2為宜;真空再生流程的吸附壓力選擇為3～5Kg/cm2為宜。6、使用溫度作為吸附劑選擇較低的吸附溫度有利于碳分子篩性能的發(fā)揮，制氮機工藝在有條件的情況下，采取降低吸附溫度是有利的。PSA—N2精制裝置有混合器、催化反應器、后冷卻器、旋風(fēng)分離器、過(guò)濾器、吸附式干燥器、氧分析儀、 流量計以及產(chǎn)品氮氣緩沖罐組成。流程簡(jiǎn)圖。根據持續監測出的實(shí)際氧含量，調節進(jìn)入原料氣中的配氫量。為了使過(guò)量氫達到較小值，采用經(jīng)特殊設計的混合裝置和具有高精度的氫氣控制系統�；旌蠚馊缓筮M(jìn)入一催化反應器，在反應器內氫氣與氧氣發(fā)生放熱反應，轉化為水蒸氣。經(jīng)一后冷卻器可使大部分水蒸氣冷凝下來(lái)，并經(jīng)過(guò)水分離器除去冷凝水。隨后根據所需產(chǎn)品氣露點(diǎn)，由一冷干機或吸附式干燥器進(jìn)行干燥。冷干機可獲得常壓露點(diǎn)為-25℃的產(chǎn)品氣，露點(diǎn)低于-40℃時(shí)需使用吸附式干燥器。產(chǎn)品氣純度通過(guò)氧分儀連續進(jìn)行監測。當產(chǎn)品氣純度低于客戶(hù)要求時(shí)放空。整套系統全部通過(guò)自控操作，無(wú)需操作人員。

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