制氮设备(也称制氮机,制氮装置)工作流程是:空气经压缩机压缩,进入冷干机进行冷冻干燥,以达到变压吸附制氮系统对原料空气的要求。再经过过滤器除去原料空气中的油和水,进入空气缓冲罐,以减少压力波动。后,经调压阀将压力调至额定的工作压力,送至二台吸附器(内装碳分子筛),空气在此得到分离,制得氮气。原料空气进入其中一台吸附器,产出氮气;另一台吸附器,则减压解吸再生。二台吸附器交替工作,连续供给原料空气,连续产出氮气。氮气送至氮气缓冲罐,经调压阀将压力调至额定压力;再通过流量计计量,氮气分析仪分析检测,合格的氮气备用,不合格氮气放空(刚开制氮机时)。
在制氮、制氧领域内使用较多的是碳分子筛和沸石分子筛。分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在分子筛表面的扩散速率不同,碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。碳分子筛具有很小微孔组成,孔径分布在0.3nm ~ 1nm之间。
膜空分制氮以空气为原料,在一定压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点,它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户,有功能价格比。而氮气纯度在98%以上时,它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上。
制氮机是涉及机、电、仪表集一体高科技术产品,在长期使用中设备的稳定尤其重要。
控制阀门: 对于变压吸附制氮机来讲,阀门必须具有以下几点性能:
a.材质性能好,不漏气;
b.在接受控制信号的0.02秒内完成开或关动作;
c.能承受频繁的开、关,保证足够长的使用寿命;
阀门故障根源
正常的使用情况下,每只程控阀门在每一个周期(120秒左右)必须开关一次,按制氮机每年300个工作日计算,每天24小时连续动行,吸附与解吸周期为4分钟计,那么每只阀门每年需要开、关20多万次。而只要其中一只阀门出现故障都会影响整台设备正常。所以阀门连续使用寿命是制氮机稳定可靠的重要一环节。