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氮氣發生器由什么組成 制氮機工作原理是什么

本文章由注冊用戶 時代工業園 上傳提供 2025-03-19 評論 0
摘要:氮氣發生器是工業上制取氮氣的機械設備,一般有變壓吸附制氮機、深冷制氮機和膜空分制氮機三種,結構有所不同,以變壓吸附制氮機為例,其又叫分子篩制氮機,主要由凈化組件、儲罐組件、氮氣緩沖系統、氮氧分離系統四部分組成,利用碳分子篩對氧和氮的吸附速率不同,通過變壓吸附來制取氮氣。下面一起來了解一下氮氣發生器由什么組成以及制氮機工作原理是什么吧。

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)。

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