(一)20立方制氮機(jī)工藝原理簡介：
變壓吸附制氮是以潔凈、干燥的壓縮空氣為原料，利用一種高效能、高選擇性的固體吸附劑(碳分子篩)對(duì)氮和氧的選擇性吸附的性能把空氣中的氮和氧分離出來。碳分子篩是非極性分子，優(yōu)先吸附氧。碳分子篩對(duì)氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在碳分子篩表面的擴(kuò)散速率不同，較小直徑的氣體(氧氣)擴(kuò)散較快，較多進(jìn)入分子篩固相，較大直徑的氣體(氮?dú)?擴(kuò)散較慢，較少進(jìn)入分子篩固相。這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時(shí)間后，分子篩對(duì)氧的吸附達(dá)到平衡，根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對(duì)吸附氣體的吸附量不同的特性，降低壓力使碳分子篩解除對(duì)氧的吸附，這一過程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯(lián)，交替進(jìn)行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續(xù)得氮?dú)饬鳌?br />
(二)方案描述：
本套裝置由壓縮空氣系統(tǒng)、壓縮空氣凈化系統(tǒng)、變壓吸附制氮系統(tǒng)、氮?dú)饧兓到y(tǒng)組成。
1. 壓縮空氣系統(tǒng)
a、壓縮空氣系統(tǒng)由壓縮機(jī)和空氣緩沖罐組成，提供變壓吸附制氮裝置所需的壓縮空氣。工藝要求該系統(tǒng)提供穩(wěn)定的輸出壓力和足夠的氣量?？諌簷C(jī)選用運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，維護(hù)簡單，低噪音，無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)的空壓機(jī)。
b、空氣緩沖罐主要是作為壓縮空氣的緩沖器，起穩(wěn)定和儲(chǔ)存作用，此外還可以收集和排除進(jìn)入壓縮空氣源的大部分油水冷凝液。緩沖罐裝有壓力表，安全閥，排污口。
2. 壓縮空氣凈化系統(tǒng)
從緩沖罐出來的經(jīng)過壓縮的空氣首先進(jìn)入9級(jí)過濾器，然后進(jìn)入冷凍式干燥機(jī)。讓壓縮空氣強(qiáng)制降溫，使空氣中水蒸汽冷凝結(jié)成液態(tài)水夾帶塵、油排出機(jī)外。冷干機(jī)好放置于壓縮機(jī)房。工藝流程采用冷凍干燥機(jī)除油水，基于四點(diǎn)原因：一是后級(jí)7級(jí)送氣管路過濾器進(jìn)氣口大液體負(fù)載：2000ppm w/w(露點(diǎn)﹤-12℃)，不采用冷凍干燥機(jī)，7級(jí)送氣管路過濾器易失效；二是冬季室外氣溫較低，壓縮空氣溫度降低后析出水份，堵塞管路系統(tǒng)，管路系統(tǒng)需傾斜并制作排液；三是管路系統(tǒng)析出水份后易腐蝕生銹；四是以后如需提高氮?dú)饧兌?，空氣凈化?的。
冷干機(jī)的后級(jí)為精密過濾器組，精密過濾器組由二級(jí)過濾器組成。分別是7級(jí)主管路過濾器，3級(jí)高效除油霧過濾器。7級(jí)送氣管路過濾器精度為1um，濾除1um和更大的固態(tài)與液態(tài)顆粒，殘留油份含量1ppm w/w。3級(jí)高效除油霧過濾器過濾精度0.01um，濾除0.01um和更大的固態(tài)與液態(tài)顆粒，99.999+%油霧；殘留油份含量0.001 ppm w/w。壓縮空氣品質(zhì)達(dá)到 ISO8573.1質(zhì)量等級(jí)1級(jí)。這樣潔凈干燥的壓縮空氣便可進(jìn)入后級(jí)制氮部分經(jīng)變壓吸附產(chǎn)生純度≥98%的氮?dú)狻?br />
3. 變壓吸附制氮系統(tǒng)
PSA碳分子篩制氮裝置中有兩個(gè)裝滿碳分子篩的吸附塔，潔凈、干燥的壓縮空氣進(jìn)入變壓吸附制氮裝置，流經(jīng)裝填有碳分子篩(CMS)的吸附塔。壓縮空氣由下至經(jīng)吸附塔，利用分子篩在不同壓力下對(duì)氮和氧等的吸附力不同，氧氣、水、二氧化碳等組份在碳分子篩表
面吸附，未被吸附的氮?dú)庠诔隹谔幈皇占蔀楫a(chǎn)品氣，由吸附塔上端流出，進(jìn)入緩沖罐。經(jīng)一段時(shí)間后，吸附塔中被碳分子篩吸附的氧達(dá)到飽和，需進(jìn)行再生。
再生是通過停止吸附步驟，降低吸附塔的壓力來實(shí)現(xiàn)的。已完成吸附的吸附塔短期均壓后開始降壓，脫除已吸附的氧氣、水、二氧化碳等組份，完成再生過程。
兩個(gè)吸附塔交替進(jìn)行吸附和再生，從而產(chǎn)生流量和純度穩(wěn)定的產(chǎn)品氮?dú)?。兩只吸附器的切換由PLC控制的程控閥自動(dòng)完成。一臺(tái)變壓吸附制氮裝置的性能優(yōu)劣取決于吸附器、碳分子篩、工藝流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)以及電磁氣動(dòng)閥等部件的性能。我公司生產(chǎn)的變壓吸附制氮裝置選用日本歐姆龍公司生產(chǎn)的PLC可編程序控制器，選用德國BF碳分子篩、德國BURKET公司生產(chǎn)的電磁氣動(dòng)閥。
20立方制氮機(jī)特點(diǎn):
長期針對(duì)熱處理用戶的各種不同的工藝要求以及長期廣泛地應(yīng)用在熱處理行業(yè)佳業(yè)產(chǎn)品工程師的專業(yè)性見解更加，因此產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路更為完善，工藝更加成熟。氮?dú)饧兓b置的干燥器采用內(nèi)筒加熱氣流的結(jié)構(gòu)，避免了加熱元件的局部過熱，使干燥器內(nèi)的分子篩加熱均勻，同時(shí)具有氣流介質(zhì)和筒壁兩種效應(yīng)加熱分子篩床層，溫度梯度嚴(yán)格控制在工藝要求范圍之內(nèi).
