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空压制氮工作原理

发布时间:2020-09-26 16:49:00 点击率:

市面上常见的制氮方式有变压吸附制氮、膜制氮和深冷制氮。都是以空气中的氮气为气源,通过不同的分离方式获取氮气的过程,下面为您介绍以上三种空压制氮的工作原理。

变压吸附制氮设备工作原理

变压吸附制氮设备即PSA制氮设备,利用碳分子筛在加压情况下,对氮气、氧气的不同吸附特性,分理出高纯氮气。与传统制氮法相比,它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15~30分钟)、能耗低,产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节,操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点。

变压吸附制氮设备组成:空压机、压缩空气预处理设备及变压吸附制氮设备组成。

优点:价格低、中小设备的能耗优势明显。

缺点:适合做中小设备,大设备优势不明显。

膜制氮工作原理

利用专用高分子膜组件(目前大部分膜组件都是进口的,有些膜组件对工作温度有一定要求),分离出高纯氮气。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点,它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户,有功能价格比。

膜分离制氮机原理图

膜分离制氮设备组成:空压机、压缩空气预处理设备及膜分离制氮设备组成。

优点:设备体积小(适合做移动式制氮设备)、快速产出高纯氮气;

缺点:价格高、氮气纯度相对较低(目前市面上能做到99.9%)

深冷空分制氮设备工作原理

利用氮气、氧气的液化点不同,分离高纯氮气。它是以空气为原料,经过压缩、净化,再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下,前者的沸点为-183℃,后者的为-196℃),通过液空的精馏,使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大,基建费用较高,设备一次性投资较多,运行成本较高,产气慢(12~24h),安装要求高、周期较长。

深冷空分制氮机原理图

深冷制氮机的组成:空气过滤、空气压缩机、空气冷却器、空气干燥净化器、空分塔、透平膨胀机等组成。

其中空气压缩机按工作原理,空气压缩机可分为容积式和速度式两大类。空气压缩机多采用往复活塞式空气压缩机、离心式空气压缩机和螺杆式空气压缩机。

优点:纯度高(可制取纯度≧99.999%的氮气),能够同时产出液氧、液氮,设备做大流量、高纯度的大设备。

缺点:体积大、价格高、不适合做小流量的设备。


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