变压吸附制氮机

本套制氮装置采用变压吸附（PSA）工艺，其基本原理是利用吸附剂对吸附质在不同压力下有不同的吸附容量，并且在一定压力下对被分离的气体混合物各组分又有选择吸附的特性。在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附除去原料气中的杂质组分，减压脱出这些
杂质而使吸附剂获得再生。因此，一般采用两个吸附塔，循环交替的变换所组合的各吸附塔压力，就可以达到连续分离气体混合物的目的。因为吸附与解吸过程是通过压力变化实现的，故该工艺称作变压吸附（Pressure Swing Adsoption，简称PSA）。
根据“2.1 PSA变压吸附制氮工艺流程示意图”，空气压缩机输出的压缩空气经内部的进气阀进入气水分离器除掉99%的液态水，得到高温压缩空气后，进入一级管道过滤器滤除＞3μm的微粒及部分水分，再进入冷冻干燥机强制冷却降温，常温压缩空气中的水蒸汽凝结成液态水，由自动排污阀排出，得到压力露点<2~5℃的干燥压缩空气，然后经第二级管道式超精过滤器滤除水、油，最后经第三级活性碳（罐式）除油过滤器深度吸附除气态油，最终得到杂质<0.01um、含油<0.003ppm、压力露点温度<2~5℃洁净的压缩空气。为了延长制氮分子筛的使用寿命，须将空气中的有害物质：油、水、灰尘等通过冷干机/吸干机以及过滤器除去。从而保证制氮碳分子筛使用寿命更长，长期操作成本低。
洁净干燥的压缩空气经截止阀进入空气工艺缓冲罐，压缩空气从空气缓冲罐出来分为二路：
第一路经节流阀通过工艺程控阀的开启，以一定的压力和时间间隔，交替进入吸附塔A或B内，其中直径较小的氧分子被碳分子筛优先吸附，直径较大的氮分子则通过吸附塔的上部流出，经过工艺程控阀和节流阀进入氮气缓冲罐中以备输出。当一只吸附塔A或B处于进气吸附产氮过程时，另一只吸附塔B或A则处于排气解吸再生过程，排气解吸再生就是通过工艺程控阀的开启，将碳分子筛所吸附的富氧气体通过消声器迅速排入大气中，从而使碳分子筛获得再生。这样两只吸附塔在不断交替吸附与解吸过程中输出氮气。在吸附与再生之间有一个短暂的均压过程，就是通过开启工艺程控阀，使两只吸附塔压力均衡，称之为均压。节流阀用来控制回氮冲洗吸附塔的流量，称之为反吹扫。
第二路经球阀和气源三联件输入到电控柜内，为电磁阀驱动工艺程控阀的启闭提供动力源。
吸附塔制取的氮气首先贮存在氮气工艺缓冲罐内，经过粉尘过滤器除尘后，由调压阀调节到设定压力，再通过节流阀调节到设定流量后输出，同时通过氧浓度分析仪、氮气流量计、露点仪、压力传感器对氮气的纯度、流量、露点、压力进行检测。
空气工艺缓冲罐、氮气工艺缓冲罐均设有安全阀，当系统超压时便放空泄压，以保障设备的安全性。