變壓吸附制氮機由壓縮機將空氣壓縮至0.75-1.0MPa,作為空氣源經單向閥及截止閥進入空氣貯罐及預處理系統。在本單元所選用空壓機為微油螺桿壓縮機,有各種保護系統,單向閥的作用是為了防止空氣貯罐中氣體的回流。制氮機中裝有碳分子篩的吸附塔共有二個,一個塔工作時,另一個塔則減壓脫附。另一塔(脫附塔)使已吸附的氧氣、二氧化碳和水從分子篩微孔中脫離排至大氣中。這樣兩塔輪流進行,完成氮氧分離,連續輸出氮氣。對于石油化工裝置,所需氮氣純度大多為99.9%,從以上對深冷制氮和變壓吸附制氮的簡介及比較中,我們可以得出以下結論:當氮氣連續負荷大于600 m3n/h,間斷負荷用量不太大,可以通過液氮汽化滿意要求時,應采用深冷制氮。
膜空分制氮原理:當混合氣體在膜兩側壓力差的作用下,滲透速率相對快的氣體,如水、氫氣、氦氣、二氧化碳等透過膜后,在膜的滲透側被富集,而滲透速率相對較慢的氣體,如氮氣等氣體則被滯留在膜的側被富集,從而達到混合氣體分離的目的。制氮機的深冷空分制氮原理不僅可以產生氮氣,還可以產生液氮,滿足液氮加工的要求,可以儲存在液氮儲罐中。當間歇性氮氣裝載或空氣分離設備被修復時,液氮儲存在儲罐中。進入蒸發器后,將其加熱并送入產品氮氣管線,以滿足工藝裝置的氮氣需求。氮氣(N2)是一種無色、無味、無臭的惰性氣體,密度為1.2506kg/m3,熔點為-209.86℃,沸點為-195.8℃,稍溶于水和乙醇,化學性質不活躍。
變壓吸附制氮制取的氮氣純度一般在95%-99.9%范圍內,假如需要更高純度的氮氣需增加氮氣凈化設備。氮氣純度只受產品氮氣負荷的影響,在其他條件不變情況下,氮氣排出量越大,氮氣的純度就越低;反之則越高。膜空分制氮原理:當混合氣體在膜兩側壓力差的作用下,滲透速率相對快的氣體,如水、氫氣、氦氣、二氧化碳等透過膜后,在膜的滲透側被富集,而滲透速率相對較慢的氣體,如氮氣等氣體則被滯留在膜的側被富集,從而達到混合氣體分離的目的。氧分子的直徑小于氮分子的直徑,因此擴散速率比氮的快幾百倍。因此,借助于碳分子篩的氧吸附速率也非常快,并且吸附在約1內達到90%以上。左右,這時吸附主要是氧氣,其余主要是氮氣。
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