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流程簡介

變壓吸附制氮設(shè)備的能耗主要集中在空壓機(jī)和冷干機(jī)上?？諌簷C(jī)提供必定壓力的壓縮空氣，為制氮機(jī)設(shè)備提供原料；冷干機(jī)對(duì)壓縮空氣進(jìn)行冷凍處理，除去壓縮空氣中的水分，以減輕制氮機(jī)設(shè)備內(nèi)分子篩的負(fù)載。這兩者的能耗決定于其設(shè)備自己能耗大小以及制氮機(jī)設(shè)備所需耗氣量的大小。前者可通過選用低能耗的空壓機(jī)和冷干機(jī)來解決，而后者則需改進(jìn)制氮機(jī)設(shè)備的工藝及相關(guān)技術(shù)才能得以解決，這是提高分子篩回收率，降低制氮能耗的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的變壓吸附制氮設(shè)備除了進(jìn)氣、出氣、排空氣動(dòng)閥外，還有一對(duì)上均壓和下均壓氣動(dòng)閥。當(dāng)制氮機(jī)設(shè)備處于均壓狀態(tài)時(shí)，氣體別離從工作剛結(jié)束的吸附塔的進(jìn)、出口別離注入解吸剛結(jié)束的吸附塔的進(jìn)、出口端。均壓的目的：一是使兩塔壓力一致，降低吸附塔內(nèi)分子篩在切換時(shí)的沖擊；二是將一部分富氮?dú)怏w從工作剛結(jié)束的吸附塔轉(zhuǎn)移到解吸結(jié)束的吸附塔，降低了排空氣體的數(shù)量，從而提高了氮?dú)饣厥章省?/p>

均壓結(jié)束后，兩塔內(nèi)氮?dú)饧兌却篌w一致，因此，也稱等勢均壓。

若將下均壓出氣位置上移，則可提高下均壓入口氮?dú)饧兌龋诰鶋簳r(shí)將較高氮?dú)饧兌鹊臍怏w從吸附塔轉(zhuǎn)移到解吸塔均壓的成果是兩塔氣體純度不一致，解吸塔內(nèi)氮?dú)饧兌缺任剿撸馕M(jìn)入工作狀態(tài)，吸附塔進(jìn)入解吸狀態(tài)，這樣，提高了氮?dú)饣厥章?，降低了排空氣體的含氮量。該均壓流程稱為不等勢均壓或梯度均壓。

2、試驗(yàn)成果

采用國內(nèi)兩個(gè)廠家及日本生產(chǎn)的專用碳分子篩進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)成果見表1。

用新、老流程制氮機(jī)設(shè)備，別離考察在不同吸附壓力下分子篩的產(chǎn)氮能力和回收率，其試驗(yàn)成果如圖1所示。

改變吸附周期，考察氮?dú)饣厥章屎统隹诘獨(dú)饧兌?，其試?yàn)成果如圖2所示。

3、試驗(yàn)成果分析

（1）從表1 可見，日天職子篩的產(chǎn)氮率和回收率比國產(chǎn)分子篩好，而國產(chǎn)A又優(yōu)于國產(chǎn)B。

（2）由圖1可見，新流程的回收率比老流程要高，并且氮?dú)饧兌仍礁?，這種不同也就越大。當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌炔淮笥?9%時(shí)，新流程的回收率比老流程高出10%支配；當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌葹?9.9%時(shí)，新流程的回收率比老流程高出29%；當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌葹?9.99%時(shí)，新流程的回收率比老流程高出73%；當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌葹?9.999%時(shí)，新流程的回收率比老流程高出157%；當(dāng)?shù)獨(dú)饧兌葹?9.995%時(shí)，老流程的回收率已無實(shí)際意義。分子篩產(chǎn)氮率的變化規(guī)律也與回收率類同。

（3）從圖2可見，出口氮?dú)饧兌入S著吸附周期的增大而提高，當(dāng)達(dá)到峰后又開始緩慢降低；氮?dú)饣厥章孰S著吸附周期的加長而提高。為了兼顧氮?dú)饧兌扰c回收率，確定了一個(gè)吸附周期范圍。

3、特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的專用碳分子篩制氮機(jī)設(shè)備比較，該產(chǎn)品具有如下特點(diǎn)：

(1)氮?dú)饣厥章矢撸瑔挝荒芎牡?。?9.9%為例，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位氮?dú)饽芎臑?.3kW.h/m3,比老產(chǎn)品降低 18%支配。

(2)從普氮到高純氮，可不消純化直接制取99.995%的高純氮，解決了用戶沒有氫源或?qū)渲笜?biāo)的用氣問題。

(3) 供氣不變、可靠，設(shè)備自動(dòng)化程度高，具有智能呵護(hù)、遠(yuǎn)程控制功能，設(shè)備使用時(shí)間長。

4、結(jié)語

（1）由于日本專用碳分子篩的產(chǎn)氮率和回收率均優(yōu)于國產(chǎn)專用碳分子篩，故節(jié)能型專用碳分子篩全部采用日本生產(chǎn)的專用碳分子篩。

（2）節(jié)能型專用碳分子篩制氮機(jī)設(shè)備采用不等勢均壓流程，顯著提高了專用碳分子篩的產(chǎn)氮能力和回收率，降低了制氮能耗，可直接獲取 99.995%的高純度氮?dú)猓钛a(bǔ)了國內(nèi)不夠。

（3）提高吸附壓力有利于提高節(jié)能型專用碳分子篩的產(chǎn)氮能力，且回收率堅(jiān)持不變。

自己擁有現(xiàn)場制氮機(jī)（氮?dú)獍l(fā)生器）的好處：

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