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PSA气体分离技术

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2016-05-16 14:26【

PSA气体分离技术,自20世纪60年代末70年代初在国外已经得到迅速的发展,21世纪初伴随着中国经济的发展特别是煤矿业的迅猛增长,中国PSA制氮行业日渐成熟。

PSA制氮成套设备其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开,它是以空气为原料,利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。

每个子系统都有她的——奥秘!

空气压缩机

   提供原料气的主要设备,经过空气压缩后,空气达到一定的压力,此压力将决定成套设备氮气出口的压力,同时,此压力也将决定使用何种分子筛更经济。

按所需氮气的压力增加0.2MPa选择空压机排气压力;

   压力不同碳分子筛的填充量、产氮率、回收率不同,常用压力为:0.8~1.0MPa;

   由于部分客户需高压氮气,故在选择空压机时选择压力稍高的,从而减少增压机能耗及费用,但碳分子筛的承压能力有限,尽量避免使用中压设备;

空气压缩机.jpg

空气储气罐组件

   其作用是保证系统的平稳用气,降低气流脉动,起缓冲作用,从而减小系统压力波动,使压缩空气平稳地通过压缩空气净化系统,减轻后续PSA系统的负荷。同时,在PSA系统进行周期工作切换时,为PSA系统提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气,从而使吸附塔内的吸附压力瞬间上升到工作压力,保证设备稳定运行。

   储气量一般选择空压机流量的10~15%;

   储气罐尽量标配各附件,特别是安全阀;

储气罐.jpg

空气净化装置:

   压缩空气首先通入压缩空气净化组件除水、除油、除尘后进入空气净化组件系统,其由高效过滤器、精过滤器、超精过滤器、干燥机、催化剂除油器等组成。

   净化设备系统前端的过滤器承担了大颗粒的油、水、尘,为保障净化设备的长期稳定运行,建议使用多类型、多组合过滤装置,例如:油(汽)水过滤器,初级过滤、精密过滤、超精密过滤器等;

   净化设备主要除水,不同的净化设备除水能力不同,现阶段通行使用冷冻式干燥器,但一些特殊要求时部分需选用吸附式干燥器,在选用吸附式干燥器时需考虑吸附式干燥器对空气压缩机的能耗损失,需提高空气压缩机的流量,具体使用冷冻式还是吸附式。

   净化设备后端的活性炭罐是必不可少的组件,此组件是为更好除油保障碳分子筛避免出现“中毒”现象,记得定时检查更换活性炭。

   为保障成套设备长期运行稳定,建议使用吸附式干燥设备,在选用吸附式干燥设备时必须配备后置除尘过滤器。

空气净化系统.jpg

PSA氧氮分离系统 :

   PSA氧氮分离系统是成套设备的核心系统,由两只吸附塔、压缩装置、程控阀、等部件组成,设备需采用高品质的进口阀组及按需使用的碳分子筛,为整套装置提供了可靠的运行性能及稳定氮气产量。

   行业内多见的是8阀、9阀、11阀的设计,各类设计方案皆为更好控制产氮率和回收率,都源于对碳分子筛的性能了解和设备稳定运行的需要。

   由于碳分子筛在压紧状态产氮率高的特性,设备在生产中填装方式、设备组件中的压紧装置及自动填补装置是对生产企业设计及制造能力的考验。

阀组、碳分子筛的说明。

气体分离系统.jpg

氮气缓冲罐:

   氮气缓冲罐主要是由缓冲罐、后端粉尘过滤器、流量计、纯度仪、调压阀、节流阀等组成,为用户现场提供稳定的氮气源。

氮气储罐=空气储罐,按空气储罐要求配置;

后端测量仪表的准确是用户使用氮气的唯一依靠。

氮气缓冲罐.jpg

结  语

   简单对PSA成套设备组成有了一定的认识和理解,如何选择成套设备可查阅《PSA制氮设备选择——四要素》,但对于不同的环境工况以及不同的工艺使用条件,设备在配置会有一定的选择性,例如:纯化装置、增压系统等。


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