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随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气—氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰性气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。空气分离法中包括：深冷法、变压吸附法、膜分离法。此法是先将空气压缩、冷却，并使空气液化，利用氧、氮组分的沸点的不同，在精馏塔的塔盘上使气、液接触，进行质、热交换，高沸点的氧不断从蒸汽中冷凝成液体，低沸点的氮不断的转入蒸汽中，使上升的蒸汽中含氮量不断提高，而下流液体中含氧量越来越高，从而使氧、氮分离，得到氮气或氧气。此法是在120K以下的温度条件下进行的，故称为深冷法空气分离。变压吸附法：变压吸附法即PSA法，基于吸附剂对空气中的氧、氮组分选择性吸附而使空气分离得到氮气。当空气经过压缩，通过吸附塔的吸附层时，氧分子优先被吸附，氮分子留在气相中，而成为氮气。吸附达到平衡时，利用减压将分子筛表面所吸附的氧分子驱除，恢复分子筛的吸附能力即吸附剂解析。为了能够连续提供氮气，装置通常设置两个或两个以上的吸附塔，一个塔吸附，另一个塔解析，按适当的时间切换使用。变压吸附制氮的工艺流程和设备简介1、工艺流程简介空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，经严格的除油、除水、除尘净化处理，输出洁净的压缩空气，目的是确保吸附塔内分子筛的使用寿命。装有碳分子筛的吸附塔共有二个，一个塔工作时，另一个塔则减压脱附。洁净空气进入工作吸附塔，经过分子筛时氧、二氧化碳和水被其吸附，流至出口端的气体便是氮气及微量的氩和氧。另一塔（脱附塔）使已吸附的氧气、二氧化碳和水从分子筛微孔中脱离排至大气中。这样两塔轮流进行，完成氮氧分离，连续输出氮气。变压吸附制取的氮气纯度为95%-99.9%，如果需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。变压吸附制氮机输出的95%-99.9%氮气进入氮气净化设备，同时通过流量计添加适量的氢气，在净化设备的除氧塔中氢和氮气中的微量氧进行催化反应，以除去氧然后经水冷凝器冷却，汽水分离器除水，再通过干燥器深度干燥（两个吸附干燥塔交替使用：一个吸附干燥除水，另一个加热脱附排水），得到高纯氮气，此时的氮气纯度可达99.9995%。2、主要设备简介：该工艺中的空气过滤器和空气压缩机的简介同深冷制氮工艺。后冷却器：是用来降低进入空气干燥净化器前压缩空气的温度，使之析出油和水的设备。通常采用列管式、套管式、散热片式等结构的后冷却器。油水分离器：它的作用是分离压缩空气中所含的油分和水分，使压缩空气得到初步的净化。空气干燥净化器：压缩空气经后冷却器后仍含有一定的水分，其含量取决于空气的温度。压缩空气的干燥处理一般采用分子筛吸附法和冷冻干燥法。变压吸附制氮装置：采用的吸附剂通常为5A分子筛或碳分子筛，再生方式为无热再生，高压吸附、低压或常压解析。此为分离氮气的核心设备。氮气净化设备：包括除氧塔、吸附干燥器和水冷凝器。除氧塔是一个用钯作催化剂的催化反应器。吸附干燥器的吸附剂为分子筛，再生方式为有热再生（电加热）。深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较1、流程比较从以上的论述中我们可以发现：变压吸附制氮流程简单，设备数量少，主要设备仅有空压机、空气干燥器、吸附制氮机和储气罐等。而深冷制氮流程复杂，设备数量多，主要设备有空压机、空冷器、空气净化干燥器、换热器、膨胀机和2、产品种类和纯度比较深冷制氮不仅可以生产氮气而且可以生产液氮，满足需要液氮的工艺要求，并且可在液氮贮槽内贮存，当出现氮气间断负荷或空分设备小修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道满足工艺装置对氮气的需求。深冷制氮的运转周期（指两次大加温之间的间隔期）一般为1年以上，因此，深冷制氮一般不考虑备用。而变压吸附制氮只能生产氮气，无备用手段，单套设备不能保证连续长周期运行。深冷制氮可制取纯度99.999%的氮气。氮气纯度受到氮气负荷、塔板数量、塔板效率和液空中氧纯度等的限制，调节范围很小。因此，对于一套深冷制氮设备其产品纯度基本是一定的，不便调节。变压吸附制氮制取的氮气纯度一般在95%-99.9%范围内，如果需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。氮气纯度只受产品氮气负荷的影响，在其他条件不变情况下，氮气排出量越大，氮气的纯度就越低；反之则越高。因此，对于一套变压吸附制氮设备只要负荷允许其产品纯度可以在90-99.9%之间任意调节。3、运行控制比较深冷法由于是在极低温度下进行的，设备在投入正常运行之前，必须有一个预冷启动过程，启动时间即从膨胀机启动至氮气纯度达到要求的时间一般不小于12h；设备在进入大修之前，必须有一段加温解冻的时间，一般为24h。因此，深冷法制氮设备不宜经常起、停，宜长时间连续运行。变压吸附法启动时，只要按一下按钮，启动30分钟内便可以获得合格的氮气产品，如果需要高纯的氮气，那么经过氮气净化装置，大约再用30分钟便可获得99.99%-99.9999%的高纯氮气。停机时也只需按一下按钮便可。因此，变压吸附制氮特别适用于间断运行的情况。现在深冷法制氮一般均采用先进的DCS（或PLC）计算机控制技术，实现中控、机旁、就地一体化的控制，可有效的监控整套设备的生产过程。变压吸附制氮采用智能化全自动控制，按钮即可进行氮气生产，无需专人管理。深冷制氮电耗的计算：深冷制氮流程电耗主要有两部分，即压缩机电耗和辅机电耗（一般不包括氮产品的压缩功耗和照明用能耗）。ABSolute;top:0;border:0;width:undefinedpx;height:undefinedpx;" SANdbox="allow-forms allow-popUPS allow-popups-to-escape-sandbox allow-same-origin allow-scripts allow-top-navigation-by-user-activation" frameborder="0" src="https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-6745515041074118&ouTPUt=html&adk=1812271804&adf=3279755396&plat=1%3A32776%2C2%3A32776%2C9%3A32776%2C10%3A32%2C11%3A32%2C16%3A8388608%2C17%3A32%2C24%3A32%2C25%3A32%2C30%3A1081344%2C32%3A32%2C40%3A32&guci=2.2.0.0.2.2.0.0&format=0x0&url=https%3A%2F%2Fwww.bizrobot.com%2Fcompany_bloginfo.php%3Fact%3D1&ea=0&flash=0&pra=5&wgl=1&tt_state=W3siaXNzdWVyT3JpZ2luIjoiaHR0cHM6Ly9hZHNlcnZpY2UuZ29vZ2xlLmNvbSISInN0YXRlIjowfV0.&dt=1603768738917&bpp=11&bdt=310&idt=185&shv=r20201021&cbv=r20190131&ptt=9&saldr=aa&cookie=ID%3D071edd6c04e988ea-2212b82812c400b9%3AT%3D1602731931%3ART%3D1602731931%3AS%3DALNI_MYej690ck-P5slFDax_ypwKtFHV_w&nras=1&correlator=8327187551340&frm=23&ife=1&pv=1&ga_vid=2006886443.1603768739&ga_sid=1603768739&ga_hid=1229373380&ga_fc=0&iag=3&icsg=138&nhd=1&dssz=5&mdo=0&mso=0&u_tz=480&u_his=9&u_java=0&u_h=720&u_w=1280&u_ah=682&u_aw=1280&u_cd=24&u_nplug=3&u_nmime=4&adx=-12245933&ady=-12245933&biw=1263&bih=579&isw=730&ish=360&ifk=2699508910&scr_x=0&scr_y=0&eid=21067166&oid=3&pvsid=1614150839103699&pem=83&ref=https%3A%2F%2Fwww.bizrobot.com%2Fcompany_bloginfo.php&rx=0&eae=2&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1280%2C0%2C1280%2C682%2C730%2C360&vis=1&rsz=%7C%7Cs%7C&abl=NS&fu=8204&bc=31&ifi=0&uci=0.vhhsqyhntez1&fsb=1&dtd=207" marginwidth="0" marginheight="0" vspace="0" hspace="0" allowtransparency="true" scrolling="no" allowfullscreen="true" data-google-container-id="0.vhhsqyhntez1" data-load-complete="true"> |