一、什么是氮氣發生器
氮氣(qi)發生器,也叫(jiao)制(zhi)氮機,是指以空氣(qi)為(wei)原料,利用物(wu)理方(fang)法將(jiang)其中的氧和氮分離而獲得氮氣(qi)的設備,用于工業制(zhi)取氮氣(qi)。
二、氮氣發生器由什么組成
氮氣(qi)發生(sheng)器(qi)按原(yuan)理不同,可分為三(san)(san)種(zhong),三(san)(san)種(zhong)制氮機的結構有所不同,下(xia)面為大(da)家(jia)介紹一下(xia):
1、PSA變壓吸附制氮機
又叫(jiao)分子(zi)篩制氮(dan)機(ji)(ji),是利用(yong)分子(zi)篩變壓吸附原(yuan)理(PSA)從空氣中分離制取氮(dan)氣,這種(zhong)制氮(dan)機(ji)(ji)的(de)結構包括(kuo)四(si)個部分:
(1)凈化組件(jian):主(zhu)要由過(guo)濾(lv)器、精過(guo)濾(lv)器、超(chao)精過(guo)濾(lv)器、冷(leng)凍干燥(zao)機、等部件(jian)組成,是用于去除壓縮空氣中的塵埃、水和(he)油,給氮氧(yang)分(fen)離系統提供清(qing)潔的原料(liao)。
(2)儲罐組件:由空(kong)氣(qi)儲罐、安(an)全閥、球閥等組成(cheng),能夠(gou)保證(zheng)系(xi)統(tong)用氣(qi)平穩與降低壓縮(suo)空(kong)氣(qi)的(de)出氣(qi)溫度(du),讓壓縮(suo)空(kong)氣(qi)中水、油等雜質隨(sui)著壓縮(suo)空(kong)氣(qi)溫度(du)的(de)降低而分離出來,有利于延(yan)長后(hou)處(chu)理(li)設備壽命(ming),同時提高壓縮(suo)空(kong)氣(qi)的(de)品質。
(3)氮(dan)(dan)氣(qi)緩(huan)沖系統(tong):由過濾器、緩(huan)沖罐、流(liu)量計、節流(liu)閥(fa)、氣(qi)動閥(fa)、氮(dan)(dan)氣(qi)純(chun)度(du)分(fen)析儀等組成(cheng)。能讓氮(dan)(dan)氣(qi)壓力、純(chun)度(du)和流(liu)量平穩,并自(zi)動控制氣(qi)動閥(fa)將(jiang)不合(he)格氮(dan)(dan)氣(qi)排(pai)出。
(4)氮氧分(fen)離系統:由兩個交替工作的吸附塔和(he)節(jie)流閥(fa)(fa)、氣(qi)(qi)動(dong)閥(fa)(fa)、消(xiao)音器等組成。根據碳分(fen)子篩對空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)主要成分(fen)氧氣(qi)(qi)和(he)氮氣(qi)(qi)的吸附速率不同,在加壓吸附和(he)降(jiang)壓脫(tuo)(tuo)附過(guo)程中(zhong)實現氮氧分(fen)離,而加壓吸附與降(jiang)壓脫(tuo)(tuo)附過(guo)程由可編程控制器按一定程序控制電磁(ci)(ci)閥(fa)(fa),并由電磁(ci)(ci)閥(fa)(fa)控制相(xiang)應的氣(qi)(qi)動(dong)閥(fa)(fa)自動(dong)運行。
2、深冷制氮機
深冷制氮機(ji)裝置的結構包括以下(xia)幾個:
(1)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)過濾(lv)器(qi):為減少空(kong)(kong)氣(qi)(qi)壓縮機(ji)內部(bu)機(ji)械運動(dong)表面的(de)磨損, 保證空(kong)(kong)氣(qi)(qi)質量, 空(kong)(kong)氣(qi)(qi)在(zai)進入(ru)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)壓縮機(ji)之前(qian),必須(xu)先經過空(kong)(kong)氣(qi)(qi)過濾(lv)器(qi)以清除其中所(suo)含的(de)灰(hui)塵和其他雜質。
(2)空(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji):按(an)工作原理,空(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)可分(fen)為容積式和(he)速度式兩大(da)類。空(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)多采用往復活塞式空(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)、離心式空(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)和(he)螺桿式空(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)(ji)。
(3)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)冷卻器:是(shi)用(yong)來降低進入空(kong)(kong)氣(qi)(qi)干燥凈(jing)化(hua)器和空(kong)(kong)分塔前壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)的(de)(de)溫(wen)度,避(bi)免進塔溫(wen)度大(da)幅(fu)度波(bo)動,并(bing)可(ke)析出壓縮空(kong)(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)大(da)部分水分。通常采用(yong)氮水冷卻器、氟(fu)里昂空(kong)(kong)冷器。
(4)空(kong)(kong)氣干燥凈(jing)化器(qi):壓縮空(kong)(kong)氣經空(kong)(kong)氣冷卻器(qi)后仍含有一(yi)定的水(shui)分、二氧(yang)化碳(tan)、乙炔和(he)其(qi)他(ta)碳(tan)氫(qing)化合物。被冷凍的水(shui)分和(he)二氧(yang)化碳(tan)沉積在(zai)(zai)空(kong)(kong)分塔(ta)內會堵塞通道(dao)、管道(dao)和(he)閥門,乙炔積聚(ju)在(zai)(zai)液氧(yang)內有爆炸的危險(xian),灰塵會磨損(sun)運轉機械。為了保證空(kong)(kong)分裝(zhuang)置(zhi)的長期安全(quan)運行,必須(xu)設置(zhi)專門的凈(jing)化設備,清除(chu)這些雜質。
(5)空分塔:空分塔內(nei)主要(yao)包括(kuo)有主換(huan)熱器(qi)、液(ye)化器(qi)、精(jing)餾塔、冷凝蒸發器(qi)等(deng)。
(6)透(tou)平(ping)(ping)膨脹(zhang)機(ji)(ji):是制(zhi)氮機(ji)(ji)裝(zhuang)置(zhi)用來產生冷量的(de)(de)旋(xuan)轉式(shi)(shi)葉片機(ji)(ji)械,是一種(zhong)用于低溫(wen)條(tiao)件下的(de)(de)氣(qi)體(ti)透(tou)平(ping)(ping),空(kong)分設備(bei)中廣泛(fan)采用單級(ji)向心徑軸(zhou)流反(fan)擊式(shi)(shi)透(tou)平(ping)(ping)膨脹(zhang)機(ji)(ji)。
3、膜空分制氮機
(1)壓縮(suo)(suo)空氣(qi)源(yuan):一般有外接(jie)壓縮(suo)(suo)空氣(qi)源(yuan)(自備空氣(qi)壓縮(suo)(suo)機)和內(nei)置空氣(qi)壓縮(suo)(suo)機兩種。
(2)膜(mo)組件:膜(mo)空分(fen)氮氣(qi)發生器(qi)的(de)核心部分(fen)是(shi)膜(mo)組件,通(tong)常使用(yong)的(de)是(shi)膜(mo)分(fen)離(li)技(ji)術,可以將空氣(qi)中的(de)氧(yang)氣(qi)和水分(fen)等(deng)雜質分(fen)離(li)出來(lai),從(cong)而提供高純度的(de)氮氣(qi)。
(3)過濾器:用于進一(yi)步(bu)清除空氣(qi)中的雜質(zhi)(zhi),保證氮氣(qi)的質(zhi)(zhi)量。
(4)壓(ya)力(li)控制系(xi)統(tong):用于保持(chi)氧氣(qi)和氮(dan)(dan)氣(qi)的(de)壓(ya)力(li)平衡,從而保證(zheng)氮(dan)(dan)氣(qi)的(de)純(chun)度和壓(ya)力(li)穩定(ding)性。
(5)觸摸屏/控制器(qi):觸摸屏或控制器(qi)等設(she)備主要是對制氮機進行(xing)調(diao)節和設(she)置,以控制氮氣的(de)流(liu)量、壓力、純度(du)等參數。
(6)其(qi)他組件:一些膜空分制氮機(ji)還(huan)可能包括制冷系統、凈化系統、自動化控(kong)制系統等,以提(ti)供更全面的氮氣供應解決方案。
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)(yong)碳分(fen)(fen)子篩(shai)作為吸附(fu)(fu)劑,設計(ji)科(ke)學的(de)工藝流程,利用(yong)(yong)變壓吸附(fu)(fu)的(de)原理(li)制(zhi)取(qu)氮氣(qi):基于碳分(fen)(fen)子篩(shai)對氧(yang)和氮的(de)吸附(fu)(fu)速(su)率不(bu)同(tong),碳分(fen)(fen)子篩(shai)優先吸附(fu)(fu)氧(yang)氣(qi),碳分(fen)(fen)子篩(shai)本身具有加(jia)壓時(shi)(shi)對氧(yang)氣(qi)的(de)吸附(fu)(fu)容(rong)量(liang)(liang)增加(jia),減(jian)壓時(shi)(shi)對氧(yang)的(de)吸附(fu)(fu)量(liang)(liang)減(jian)少的(de)特性,利用(yong)(yong)這種特性實現(xian)氧(yang)氣(qi)和氮氣(qi)的(de)分(fen)(fen)離,得到我們所(suo)需(xu)要的(de)氮氣(qi)。
2、深冷空分制氮原理
深(shen)冷(leng)空(kong)(kong)(kong)分制氮是(shi)(shi)一種傳統的(de)(de)制氮方法,它是(shi)(shi)以空(kong)(kong)(kong)氣為原料,經過(guo)壓縮、凈化,再利用熱交換使(shi)空(kong)(kong)(kong)氣液(ye)化成為液(ye)態(tai),液(ye)態(tai)空(kong)(kong)(kong)氣主(zhu)要是(shi)(shi)液(ye)氧(yang)和液(ye)氮的(de)(de)混合物,利用液(ye)氧(yang)和液(ye)氮的(de)(de)沸點(dian)不同(在(zai)1大氣壓下,前(qian)者(zhe)的(de)(de)沸點(dian)為-183℃,后者(zhe)的(de)(de)為-196℃),通(tong)過(guo)精餾,使(shi)它們分離(li)來獲得氮氣。
3、膜空分制氮原理
膜(mo)空(kong)分(fen)(fen)制氮是利(li)用高(gao)分(fen)(fen)子中空(kong)纖維膜(mo)對空(kong)氣(qi)中氮和(he)氧等氣(qi)體分(fen)(fen)子具有(you)不同的滲(shen)透速率,將氮跟氧等氣(qi)體進行分(fen)(fen)離而制取高(gao)純度氮氣(qi)。