工作原理及结构
空分制氮设备是采用变压吸附原理,利用碳分子筛从空气中提取氮气的装置。
变压吸附制氮机的吸附罐，在压力高时，碳分子筛吸附空气中的氧，而不易被吸附的氮气成为产品;在压力低时，氧从碳分子筛中脱附出来。利用压力的变化，就能有效地从空气中分离出所需要的氮气。
变压吸附制氮装置的主要特点: 1. 设备简单，体积小,制氮成本低。
2.操作方便,采用自动程序控制,操作、维护费用低。
本设备制成二塔结构，采用常压解吸流程。空分制氮设备的产气量与纯度成反比。产气量大时,氮体的纯度降低;反之，减小气量使氮气的纯度上升。用户可根据需要选择合适的氮气产气量和氮气纯度。
本设备的控制系统采用PLC程序控制器控制阀门动作。制氮机制氮气基本工艺流程示意图见附图1、附图2
附图2
空气经空压机压缩后，经过干燥、除尘后，经过左吸进气阀进入左吸附罐，罐压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未被吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸。持续时间为58秒。
左吸过程结束后，左吸附罐与右吸附罐通过上下均压阀连通，使左右吸附罐压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2秒。
均压结束后，压缩空气经过右吸进气阀进入右吸附罐，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸。持续时间为58秒。
同时，左吸附罐中碳分子筛吸附的氧气通过左排4气阀降压释放回大气当中，此过程称之为解吸。反之， 左吸附罐吸附时，右吸附罐同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出的氧气排放到大气中，氮气通过-一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附罐，把罐内的氧气吹出吸附罐。这个过程称之为反吹。它与解吸是同时进行的。右吸结束后，进入均压过程，再切换到左吸过程，一直循环进行下去。
制氮机的工作流程是由可编程控制器控制三个先导电磁阀，再由电磁阀分别控制八个气动管道阀的开、闭来完成的。三个先导电磁阀分别控制左吸、均压、右排状态。左吸、均压、右排的时间流程已经存储在可编程控制器中。
当流程处于左吸状态时，控制左吸的电磁阀通电，先导气接通左吸进气阀、左吸产气阀、右排气阀，使得这三个阀门打开，完成左吸过程，同时右吸附罐解吸。
当流程处于均压状态时，控制均压的电磁阀通电，其它阀关闭;先导气接通上均压阀、下均压阀， 使得这两个阀门打开，完成均压过程。
当流程处于右吸状态时，控制右吸的电磁阀通电，先导气接通右吸进气阀、右吸产气阀、左排气阀， 使得这三个阀门打开，完成右吸过程，同时左吸附罐解吸。
每段流程中，除应打开的阀门外，其它阀门都应处于关闭状态。
四、设备安装与使用
1.空分制氮设备应置于水泥平面基础上。
2.管线应严格按照流程连接,如附图2
五、设备正常开车步骤
1、打开冷干机电源，预冷3-5分钟;
2、空压机开启，压缩空气经冷干机和过滤器处理后进入空气储罐(用户可自配)，各压力表指示逐渐上升;
3、当吸附罐的压力达到0.6MPa时，打开控制柜上的电源开关，即可进入正常的工作状态;
4、待氮气储气罐压力达到0.6MPa后，然后缓慢打开放空阀，这时可观察到流量计浮子上升，调整氮气流量为用户要求流量，通过氮分析仪显示，纯度达到用户要求的纯度后，关闭放空阀，打开通往后级用气设备的阀门,产品氮气即可使用。说明:如果有外接储气罐，当储气罐压力为0.6MPa时:
额定流量与实际标态下的流量关系为:
(简化式)
QN-标态下额定流量
QS-流量计示值流量
PS-外接氮气储气罐压力
(表压)
例: QN= 10 Nm3/h
PS = 0.6MPaX9.8
通过计算得出QS~4Nm3/h，此为制氮机在工作状态下，储气罐压力为0.6MPa时流量计的示值。
氮气额定流量为20 Nm3/h,储气罐压力为0.6MPa时，流量计指示应为8Nm3/h。
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