三、变压吸附法（PSA）
PSA ：Pressure(壓力) Swing(轉換) Adsorption(吸附)
3、碳分子筛的由来： 碳分子筛原料为椰子壳、煤炭、树脂等 第一步先经加工后粉化，然后与基料揉合，基料主要 是增加强度，防止破碎粉化的材料 。 第二步是活化造孔，在600～1000℃温度下通入活化 剂，常用的活化剂有水蒸气、二氧化碳、氧气以及 它们的混合气。它们与较为活泼的无定型碳原子进 行热化学反应，以扩大比表面积逐步形成孔洞活化 造孔时间从10～60min不等； 第三步为孔结构调节，利用化学物质的蒸气：如苯在 碳分子筛微孔壁进行沉积来调节孔的大小，使之满 足要求。
5、制氮系统常见问题的处理方法： 1）氧含量报警 （1）氮气流量过高检查流量计设置点 （2）氧分析仪设置点失调检查氧分析仪设置点 2）气动阀打不开 （1）PLC有问题检查PLC输出点灯是否亮，不亮则PLC坏掉，更换 （2）气源压力低检查气源压力是否大于4bar，可将压力调大。若不行则检 查软管及 铜管各接头处有无泄露，更换接头。 （3）阀杆卡死若无上述现象，拆开气动头的铜管接头，检查铜管是否有气， 若有气 则为阀杆卡死，将气动头卸下，强迫其阀杆做往复运动几次即 可。 （4）电磁阀线圈烧坏若无上述现象，则检查电控箱内对应的电磁阀，并检 查接线是否松动，紧固电线，若线圈烧坏或阀芯漏气则更换电磁阀。 3）消声器或流量计有大量黑灰活性碳或分子筛泄漏与厂家联系 4）制氮机工作压力正常，但产气量不足终端过滤器或单向阀堵死分别拆下 来检查疏通，无法维修则换新的 5）阀门正常，制氮机工作压力与空气储罐压力差＞0.15Mpa活性碳罐堵塞 更换活性碳和活性碳罐内筛板处的丝网
工艺流程 膜制氮实际生产过程中，喷油螺杆压缩 机产生的压缩空气，在排气温度和压力下 为油、水的饱和气体，在其后的工艺过程 中，温度降低，会析出液态的油和水，该 液态的油和水会对膜性能造成伤害。因此， 在选择好膜的前提下，还应该提供一个完 整的解决方案： 膜系统的空气处理和控制 系统。
空压机提供的压缩空气进入空气缓冲罐，再进入多级过 滤器，包含活性碳过滤器---除去空气中的颗粒、油、 水。洁净的空气进入膜进行氧氮分离，产生的氮气进入 到用户用气工段。一般地，进口的过滤器一般能将空气 中的颗粒除到﹤0.01um， 油﹤0.003ppm，完全能 满足膜对空气质量的要求；在过滤器的中间还有温度加 热及控制器---保证膜在最佳的工作条件下工作；恒温 的，洁净的空气再进入膜进行分离，合格气体进入下道 工序，不合格气体自动排放。因此， 维护膜系统 时， 其中的定期工作之一是检查过滤器的工作情况。
局部图-国外进口膜
膜分离技术特点

膜设备的特点： 和其它的现场制气方法比较，膜制氮具有： 技术先进，是常温空气分离的最新技术； 没有噪音，完全静态运行，满足环保要求； 没有运动部件，设备维护保养少； 连续运行可靠性高、设备使用寿命长，可达10年以上； 增容简单，仅仅需要并联添加膜件即可； 和PSA比较，没有大的空气罐和氮气罐，体积小、重量轻，是移动制 氮设备的不二选择； 氮气露点低、可达-60℃ ； 氮气没有任何灰尘、颗粒； 开停机方便迅速，操作简单，能在短时间产生合格氮气； 设备形式可以根据用户应用情况，有箱式、撬装式、集装箱式； 设备对土建没有任何特殊要求，安装费用低； 对环境无特殊要求，可在恶劣工况下运行；


制氮机图片
制氮机
3、深冷法
1、分离介质：无 2、分离原理：将空气液化根据氧和氮沸
点达到分离 3、氮产量 Nm 3 /h ：≥ 500 4、氮气纯度 ：99%-99.999% 5、露点 ：- 40 ℃ 6、运行费用 ：最高 7、机型大
深冷空分技术最早、产量大
2、变压吸附法
1、分离介质：碳分子筛 2、分离原理：加压吸附，减压脱附 3、氮产量
Nm 3 /h ：≤ 2000 4、氮气纯度 ：95%-99.9% 5、露点 ：- 40 ℃ 6、运行费用 ：中等
变压吸附制氮机原理

变压吸附制氮原理 变压吸附基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同压力下有 不同的吸附容量，并且在一定压力下对被分离的气体混合 物各组分又有选择吸附的特性。在吸附剂选择吸附的条件 下，加压吸附除去原料气中的杂质组分，减压脱出这些杂 质而使吸附剂获得再生。因此，一般采用两个吸附塔，循 环交替的变换所组合的各吸附塔压力，就可以达到连续分 离气体混合物的目的。因为吸附与解吸过程是通过压力变 化实现的，故该工艺称作变压吸附（PRESSURE SWING ADSOPTION，简称PSA）。变压吸附制氮是一 种常温空气分离技术，和传统深冷空分相比，具有工艺流 程简单，设备制造安装容易，适应性广，自动化程度高， 操作简单、运行成本低，投资省的特点
三、变压吸附法（PSA）
PSA ：Pressure(壓力) Swing(轉換) Adsorption(吸附）
停机步骤： 1、关闭氮气出口阀和取样阀。
2、关闭压缩空气进口阀。
3、关闭制氮机电源。
三、变压吸附法（PSA）
PSA ：Pressure(壓力) Swing(轉換) Adsorption(吸附）
应用行业

氮气应用的行业包含但不限于：



石油、天然气
无论是陆地（ONSHORE）还是海洋（OFFSHORE）， 氮气在油/ 气领域的应用包含了上游（UP STREM）钻采和下游（DOWN STREAM）炼化的每一个方面。 氮气广泛运用于石油天然气行业上游的以下方面： 1）欠平衡钻井、完井 ； 2）油气三采， 提高油气的采收率； 3）油气管道吹扫。 在海洋钻井平台，氮气的应用和陆地相似， 但由于其空间要求苛刻， 更适合于用体积较小的膜制氮设备。



煤矿
煤矿 井下膜制氮机（MA）及地面变压吸附制氮
机， 可方便灵活的应用于多个矿井、多个 工作面进行防火、灭火、防止瓦斯爆炸等 作业，有效预防、消除有煤气或瓦斯突出 场所或有自燃倾向的煤层产生火灾的隐患， 保障安全生产。 （刚刚生产完成一套500NM3/H,山西煤 矿用）

变压吸附制氮机
1，变压吸附制氮机主要特点 用户针对小型用气单位，和瓶装氮气相比 便宜的多，瓶装1m3氮气和5-6元，变压 吸附1m3合0.45度电左右，连续供气 2，自动化程度高，无人值守，好操作 3纯度可调99%到99.9995%， 流量单台5m3/到3000m3/H,目前国内 最大做到2000nm3/H
变压吸附制氮机之肺-碳分子筛
变压吸附制氮机流程
流程简介

变压吸附制氮流程 压缩机提供的压缩空气， 经过空气系统净化处理， 洁净的压缩空气进入吸 附塔进行氧、氮分离，得到合格的氮气，其流程包含： 空气压缩： 在一定的压力下，变压吸附才能达到最佳的吸附效果，因此，环 境空气必须经过压缩；通常采用的是螺杆压缩机和离心机，由于螺杆压缩机 分为两类，即有油润滑和无油润滑型，而考虑到无油螺杆机过高的价格，目 前通常选用喷油螺杆机。 由于分子筛为微孔状颗粒，压缩空气中携带的油过 多，则会造成微孔堵塞，从而降低分子筛效率，影响设备的产量，而这种损 害是不可恢复的，因此选择品质高，含油量小的空气压缩机，是保证系统正 常运行的关键因素之一。 空气净化： 由于压缩空气中含有水、颗粒、油，这些杂质对分子筛有破坏作 用，因此，必须用空气处理系统（过滤器及冷干机、吸干机等）， 通过降温 除去油水， 达到保护分子筛的目的。选用高品质的空气处理系统同样是保证 制氮装置正常运行的关键因素之一。 变压吸附制氮：是整个过程的核心和技术关键点，叙述如前。
二：氮 气 用 途 广 泛
ຫໍສະໝຸດ 1、在电子元件和半导体等生产过程中，需要采用纯度达 99.999%以上的氮气作保护气体。 2、高纯氮是化纤生产中至关重要的保护气体，氮气纯度 愈高，化纤产品和颜色愈漂亮。 保护粮食的新鲜和营养价值，防止了细菌传染和药品污染。 充氮贮藏水果、蔬菜等是一种先进的贮藏、保鲜方法，它 使水果、蔬菜在高氮低氧的环境中，减缓陈代谢，并进入 冬眠状态，抑制后熟，从而长期保持鲜嫩。 在飞机起飞前和降落后，采用氮气吹扫发动机燃烧室，以 清除爆炸危险，确保安全。
制氮设备相关知识
一、目前用户获得 氮气的主要方法 的比较
1、膜分离法 ：直接制取，管道输送 连续供气，操作简单 2、变压吸附法 ：直接制取，管道输送 连续供气，操作简单 3、深冷法 （1）直接使用，像大型钢厂 (2) 生产出液氮，卖出，一些 气站经气化，装瓶到用户（不连续） 深冷技术强，操作复杂。
石油化工


化工 化工产品生产、储藏及运输过程中经常需要用到化学惰性 的氮气， 氮气在化工行业中被用作防燃、防潮及防氧化， 广泛的应用于化学品的输送、化工生产过程物料及催化剂 的保护、化工产品包装的氮封、化工管道及容器的吹扫、 化学产品生产过程中的防潮等。 常见有机化工品生产、处理中需要利用氮气化学惰性的化 学物质包括聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、苯胺、乙醇、轮胎、 各种化纤等多种有机产品生产过程和部分易燃、易氧化的 无机物如金属钠、多晶硅的生产。

三、变压吸附法（PSA）
PSA ：Pressure(壓力) Swing(轉換) Adsorption(吸附)




4、启动步骤： 1）当压缩空气源压力达到0.7Mpa时打开制氮机总进口截止阀，此阀不 宜开的过大，能保证制氮机最终能达到吸附压力即可，调节气动阀门工作 气源处的减压阀压力至0.4~0.5Mpa。 2）顺时针打开PLC主站电控柜上的制氮机电源开关，在制氮机控制柜的 氧分析仪上设定氧含量上限，装置正常工作。根据两个吸附塔的压力变化 来判断两吸附塔是否正常切换，工作塔的压力应与压缩空气的压力相差 0.5Mpa，再生塔压力为零，均压时两塔压力应接近原工作塔压力的一半。 3）打开氧分析仪电源，调节取样减压阀将压力调节到1.0bar，调节取样 流量调节阀，将气量调至在探头出口处能感觉到有气出来即可，注意采样 气量不宜过大。检测氮气纯度。 4）通过调整氮气出口阀的开度来调节氮气的纯度和流量。缓慢打开放空 出口截止阀，调节流量至额定流量的二分之一。当氮气纯度达到要求后， 缓慢打开纯气出口截止阀，将流量调至所需的流量，关闭放空出口截止阀， 设备正常运转即可投入使用。