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变压吸附制氮机相关知识变压吸附（PSA）制氮原理及系统设备概述设备维护气体知识氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气（N2）在空气中的含量为78.084%（空气中各种气体的容积组分为：N2：78.084%、O2：20.9476%、氩气：0.9364%、CO2：0.0314%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：-195.8℃，冷凝点：-210℃。压力知识变压吸附（PSA）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。现使用的吸附剂——碳分子筛最佳吸附压力为0.75~0.9MPa，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量；因此设备安装、调试、操作维修时必须注意安全，不得近距离面对气体。非专业人员或未经许可，请勿擅动系统中管路阀门、压力表等部件。内部拆卸时，必须确认其内压力为零。本说明书及技术方案中所指压力除注明外，均为表压。电力知识制氮系统中空压机、冷干机或其它气体干燥设备、制氮主机、氮气纯化装置等设备均需要接入380V或220V电源，电源条件规定见下表。电压V允差%相位频率Hz允差%380±5三相50±1220±5单相50±1必须注意安全用电（电压超过36V对人有危害）！请仔细阅读各设备的接电要求，严格按照要求连接电源。使用220V电源的设备切勿使用380V电源，一定要有接地保护，避免发生短路。非专业人员或未经许可请勿擅动制氮系统中的电路电器。安全知识高纯氮气作为隔绝空气或氧气等气体的惰性气体，在密封环境中容易使人缺氧窒息。使用时，人员必须处于通风良好的环境中，人或动物切勿在充满高纯氮气的密封环境中，以免发生伤亡事故。当发生事故时，迅速将事故者运往敞开、通风的大气中做人工呼吸。由于整个制氮系统中气体均是带压的，需防止压力气体的加渣冲击；在空压机、冷干机、气体干燥设备、制氮主机及氮气纯化装置等设备的排气口，请勿站人。整个系统中的连接管路必须牢固可靠密封，经设备销售商确认可靠，以免漏气或造成管路破裂，发生人员伤亡或财物损坏。由于整个制氮系统中要使用380V或220V动力电源，请注意用电安全！非专业人员或未经许可和培训的其他人员切勿擅自操作电器或擅改电路。制氮原理PSA制氮工作原理：变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色，其孔型分布如下图所示：碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。碳分子筛对O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲线和动态吸附曲线直观表现出来：由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值），所以O2、N2扩散速率的差别使O2的吸附量在短时间内大大超过N2的吸附量。变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔（也可以单塔完成）来实现空气分离，从而连续产出高纯度的产品氮气。3．PSA制氮基本工艺流程：空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未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，持续时间为几十秒。左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过上、下均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2~3秒。均压结束后，压缩空气经过空气进气阀、右吸进气阀进入右吸附塔，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，持续时间为几十秒。同时左吸附塔中碳分子筛吸附的氧气通过左排气阀降压释放回大气当中，此过程称之为解吸。反之左塔吸附时右塔同时也在解吸。为使分子筛中降压释放出的氧气完全排放到大气中，氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附塔，把塔内的氧气吹出吸附塔。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。设备维护设备日常维护对制氮系统中的设备的维护主要包括空压机、冷干机、过滤器、制氮主机的维护。空压机的日常维护主要是经常检查空压机储气罐的排污口是否堵塞，散热孔处是否有遮拦；冷干机的散热器要经常清扫；过滤器的排污口要经常检查是否堵塞；制氮机消音器的排气口要经常检查是否畅通。所有设备外观均要保持清洁、干净，经常用湿布或中性肥皂水擦洗。设备周期性维护有油螺杆空压机的维护主要是进空气过滤器（其会被灰尘堵塞）的周期更换，以及每年的润滑油和油分离器的更换。压缩机的维护也包括对机油的定期补充和更换（如有必要）。无油活塞空压机也需要定期更换活塞环和补充润滑剂。为保证制氮系统稳定可靠地运行和压缩机的长寿命运行，必须按照压缩机厂商推荐的周期维护办法和措施来维护压缩机。风冷式冷干机的周期性维护主要是定期吹扫，清洗排污口；水冷式冷干机主要是定期清洗水冷凝器，以防水垢沉淀堵塞。请认真阅读冷干机的操作维护使用说明书，严格按照冷干机厂商推荐的周期维护办法和措施来维护冷干机。过滤器的周期性维护主要是根据过滤器的使用状况定期更换滤芯。如果发现过滤器的压力差过大，请及时更换滤芯。请参照过滤器厂商推荐的周期维护办法和措施来维护过滤器。制氮主机基本上不用周期性维护。故障现象故障原因排除办法打开电源开关，电源指示灯不亮1.电源未接通2.电源保险损坏3.电源开关损坏1.接通电源2.更换电源保险3.更换电源开关流程指示灯不亮1.指示灯损坏或连线未接好2.可编程控制器故障1.接好连线或更换指示灯2.检查控制器，如有问题及时与厂家联系流程指示不正常可编程控制器故障检查控制器，如有问题及时与厂家联系左吸时左吸附罐压力不能上升到正常值•先导气压力未设定好•控制左吸的电磁阀损坏•左吸进气阀未打开•先导气压力设定为空气压力的1/2•维修电磁阀或更换•检查管道阀，如有故障维修或更换均压时左右吸附罐压力不能均衡1.控制均压的电磁阀损坏2.上下均压阀未打开•维修电磁阀或更换•检查均压阀，如有故障维修或更换右吸时右吸附罐压力不能上升到正常值1.控制右吸的电磁阀损坏2．右吸进气阀未打开1．维修电磁阀或更换2．检查管道阀，如有故障维修或更换左吸或右吸时消音器不停排气，同时吸附罐压力不上升•反吹阀开得过大•电磁阀损坏•均压阀漏气•解吸阀漏气1.将反吹阀开度调到适当2.维修电磁阀或更换3.维修管道阀或更换使用过程中氮气纯度波动•空气压力有波动•用气量有波动1.保养、维修空压机2.保持用气量不超过额定流量测氧仪示数不准确1.有空气混入2.氧探头失效1.检定氧探头及测纯系统2.更换氧探头