一、什么是氮氣發生器
氮(dan)氣發生器,也叫制氮(dan)機,是指(zhi)以空(kong)氣為原料,利用物理方法將其中的(de)(de)氧和氮(dan)分離(li)而(er)獲得氮(dan)氣的(de)(de)設備,用于工業制取氮(dan)氣。
二、氮氣發生器由什么組成
氮氣(qi)發生器按(an)原理不同(tong),可分為三種,三種制氮機的結構(gou)有所不同(tong),下(xia)面為大(da)家介紹一下(xia):
1、PSA變壓吸附制氮機
又叫分子(zi)篩制(zhi)氮(dan)機,是(shi)利用分子(zi)篩變壓吸附原理(PSA)從(cong)空氣中分離制(zhi)取氮(dan)氣,這種(zhong)制(zhi)氮(dan)機的結(jie)構包括(kuo)四個部分:
(1)凈化組件:主要由過(guo)濾(lv)器、精(jing)過(guo)濾(lv)器、超精(jing)過(guo)濾(lv)器、冷凍(dong)干(gan)燥機、等(deng)部件組成(cheng),是用于去除壓縮空氣(qi)中的塵(chen)埃、水和油,給(gei)氮氧分離系(xi)統提供清潔的原料。
(2)儲罐組件(jian):由空(kong)氣儲罐、安全閥、球閥等組成,能夠保證(zheng)系統用氣平穩與降(jiang)低壓(ya)縮空(kong)氣的(de)出氣溫度,讓壓(ya)縮空(kong)氣中水、油(you)等雜質隨著壓(ya)縮空(kong)氣溫度的(de)降(jiang)低而分離出來,有利于延長(chang)后處理設備壽命,同時提高壓(ya)縮空(kong)氣的(de)品質。
(3)氮氣(qi)緩沖(chong)系統:由(you)過濾器、緩沖(chong)罐、流(liu)量計、節(jie)流(liu)閥(fa)、氣(qi)動(dong)閥(fa)、氮氣(qi)純度分析儀(yi)等組成。能讓(rang)氮氣(qi)壓力(li)、純度和流(liu)量平穩,并自動(dong)控制(zhi)氣(qi)動(dong)閥(fa)將不(bu)合格氮氣(qi)排(pai)出。
(4)氮(dan)氧分(fen)離(li)(li)系統:由(you)兩個交替工作(zuo)的吸(xi)(xi)附(fu)塔和節流閥、氣動(dong)閥、消音器等(deng)組(zu)成。根(gen)據碳分(fen)子篩對空氣中主要成分(fen)氧氣和氮(dan)氣的吸(xi)(xi)附(fu)速率不同,在(zai)加(jia)壓(ya)吸(xi)(xi)附(fu)和降壓(ya)脫附(fu)過程中實(shi)現氮(dan)氧分(fen)離(li)(li),而加(jia)壓(ya)吸(xi)(xi)附(fu)與降壓(ya)脫附(fu)過程由(you)可編程控(kong)制(zhi)器按一定程序控(kong)制(zhi)電(dian)磁(ci)閥,并由(you)電(dian)磁(ci)閥控(kong)制(zhi)相(xiang)應的氣動(dong)閥自動(dong)運(yun)行。
2、深冷制氮機
深冷制氮機裝(zhuang)置的結構包括以(yi)下幾個:
(1)空氣(qi)(qi)過(guo)濾器:為減少空氣(qi)(qi)壓縮(suo)機(ji)內部機(ji)械(xie)運動(dong)表面的磨損, 保證空氣(qi)(qi)質(zhi)量, 空氣(qi)(qi)在進入空氣(qi)(qi)壓縮(suo)機(ji)之前,必(bi)須先經過(guo)空氣(qi)(qi)過(guo)濾器以(yi)清除其中(zhong)所含的灰塵(chen)和其他雜質(zhi)。
(2)空氣(qi)壓(ya)縮機(ji):按工作原理,空氣(qi)壓(ya)縮機(ji)可(ke)分為容積式(shi)(shi)(shi)和(he)(he)速度式(shi)(shi)(shi)兩大類(lei)。空氣(qi)壓(ya)縮機(ji)多采用(yong)往復活塞式(shi)(shi)(shi)空氣(qi)壓(ya)縮機(ji)、離心式(shi)(shi)(shi)空氣(qi)壓(ya)縮機(ji)和(he)(he)螺桿式(shi)(shi)(shi)空氣(qi)壓(ya)縮機(ji)。
(3)空氣(qi)冷(leng)卻器:是用來降(jiang)低(di)進入(ru)空氣(qi)干燥凈化器和空分(fen)(fen)塔(ta)前(qian)壓縮空氣(qi)的溫(wen)度(du),避免進塔(ta)溫(wen)度(du)大幅度(du)波動(dong),并可(ke)析出壓縮空氣(qi)中的大部分(fen)(fen)水(shui)分(fen)(fen)。通常采用氮(dan)水(shui)冷(leng)卻器、氟里昂空冷(leng)器。
(4)空(kong)氣干(gan)燥(zao)凈化(hua)器(qi):壓縮空(kong)氣經空(kong)氣冷(leng)卻器(qi)后仍含有一定的(de)水(shui)分(fen)、二氧化(hua)碳、乙(yi)炔和(he)其(qi)他(ta)碳氫化(hua)合物(wu)。被(bei)冷(leng)凍的(de)水(shui)分(fen)和(he)二氧化(hua)碳沉積(ji)在(zai)空(kong)分(fen)塔(ta)內會(hui)堵(du)塞通道、管道和(he)閥門,乙(yi)炔積(ji)聚(ju)在(zai)液氧內有爆炸的(de)危險,灰塵會(hui)磨損運(yun)轉機械。為了保證空(kong)分(fen)裝置的(de)長期安(an)全運(yun)行,必須設置專門的(de)凈化(hua)設備,清(qing)除這些雜質。
(5)空分塔(ta):空分塔(ta)內主要(yao)包括有主換熱器(qi)、液化器(qi)、精餾塔(ta)、冷(leng)凝蒸發(fa)器(qi)等。
(6)透平膨脹機(ji)(ji)(ji):是制氮(dan)機(ji)(ji)(ji)裝置(zhi)用(yong)來產生冷量(liang)的(de)旋轉(zhuan)式葉片機(ji)(ji)(ji)械,是一種用(yong)于(yu)低溫條件下的(de)氣體(ti)透平,空分設(she)備(bei)中廣(guang)泛采用(yong)單(dan)級向心徑軸流反擊式透平膨脹機(ji)(ji)(ji)。
3、膜空分制氮機
(1)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)源(yuan):一般有(you)外接壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)源(yuan)(自備空(kong)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機)和(he)內置空(kong)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機兩(liang)種。
(2)膜組(zu)件:膜空分(fen)氮氣發生器的(de)(de)核心(xin)部分(fen)是(shi)膜組(zu)件,通常使用的(de)(de)是(shi)膜分(fen)離技術,可以將(jiang)空氣中的(de)(de)氧氣和水分(fen)等雜質分(fen)離出來,從而提供高純度的(de)(de)氮氣。
(3)過(guo)濾器:用(yong)于進一步清除空氣(qi)中的雜質(zhi),保證氮氣(qi)的質(zhi)量。
(4)壓力控制系統:用(yong)于保持(chi)氧氣和氮氣的壓力平衡,從而保證氮氣的純度和壓力穩定性。
(5)觸摸屏/控制(zhi)(zhi)器:觸摸屏或控制(zhi)(zhi)器等(deng)(deng)設備主(zhu)要是對制(zhi)(zhi)氮(dan)機進行調節和設置,以(yi)控制(zhi)(zhi)氮(dan)氣的流量、壓(ya)力(li)、純(chun)度(du)等(deng)(deng)參數。
(6)其他組件(jian):一些膜空分制(zhi)氮(dan)機(ji)還可能包括制(zhi)冷系統(tong)、凈化系統(tong)、自(zi)動化控制(zhi)系統(tong)等,以提供更全面(mian)的氮(dan)氣供應解決方案。
三、制氮機工作原理是什么
制氮機的原理主要有三種:
1、PSA變壓吸附制氮原理
用(yong)碳分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)篩作(zuo)為吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑,設計(ji)科(ke)學(xue)的(de)(de)工藝流程,利(li)用(yong)變壓吸(xi)(xi)附(fu)(fu)的(de)(de)原(yuan)理制取氮氣:基于碳分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)篩對氧(yang)(yang)和(he)氮的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)速(su)率不同,碳分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)篩優先吸(xi)(xi)附(fu)(fu)氧(yang)(yang)氣,碳分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)篩本身具有(you)加(jia)壓時(shi)對氧(yang)(yang)氣的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)容量(liang)增(zeng)加(jia),減壓時(shi)對氧(yang)(yang)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)量(liang)減少的(de)(de)特(te)性,利(li)用(yong)這種(zhong)特(te)性實現氧(yang)(yang)氣和(he)氮氣的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)離,得到我(wo)們所需要的(de)(de)氮氣。
2、深冷空分制氮原理
深冷空(kong)分制氮是(shi)一種傳統的制氮方法,它(ta)(ta)是(shi)以空(kong)氣為(wei)原(yuan)料(liao),經過壓縮、凈化,再利(li)用熱交換使空(kong)氣液(ye)(ye)化成為(wei)液(ye)(ye)態(tai)(tai),液(ye)(ye)態(tai)(tai)空(kong)氣主要是(shi)液(ye)(ye)氧(yang)和液(ye)(ye)氮的混合物,利(li)用液(ye)(ye)氧(yang)和液(ye)(ye)氮的沸(fei)點不同(在(zai)1大氣壓下,前(qian)者的沸(fei)點為(wei)-183℃,后者的為(wei)-196℃),通過精(jing)餾(liu),使它(ta)(ta)們分離來獲得氮氣。
3、膜空分制氮原理
膜空分制(zhi)氮(dan)(dan)是利用高(gao)分子(zi)中(zhong)空纖維(wei)膜對空氣中(zhong)氮(dan)(dan)和氧等(deng)氣體分子(zi)具有(you)不(bu)同的滲透速率,將(jiang)氮(dan)(dan)跟氧等(deng)氣體進(jin)行分離而制(zhi)取高(gao)純度(du)氮(dan)(dan)氣。