制氮机制氮纯度低原因

随着工业迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、机械等领域获得了广泛应用。PSA（变压吸附）作为一种新型的气体分离技术，具有高效、节能的优点，在中小型制氮用户中应用广泛。通过配以自动控制系统，可以实现无人值守。

变压吸附是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开，目前在制氮领域内使用较多的是碳分子筛。分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在分子筛表面的扩散速率不同，氧气扩散较快，较多进入分子筛固相，这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。

一般情况下制氮机制取氮气的时候，引起氮气纯度下降的原因主要有：

、制氮机的吸附压力不稳定如过高，超过了0.8Mpa或者是吸附压力过低，低于0.6Mpa。

2、气源含水油量过多

3、出气部分接口漏气

4、进气量过大使压力上升过快

5、制氮机的分子筛中毒，分子筛使用不正确或使用年限 过长都会导致碳分子筛中毒。

改善制氮机的制氮纯度的方式：

1、减少时气压力、加大进气压力

2、进气口加个储罐

3、取下重新插接

4、更换分子筛

5、调节制氮机的入口调节阀减少进气量，入口前加装油水分离器

制氮机常见故障与处理

PSA变压吸附制氮装置除了设计选型不合理、机组本身或仪表故障、误操作之外，常见的故障现象和处理方法如下：

(一)各级过滤器

分子筛吸湿能力极强，忌油和液态水，怕磨损，在进入吸附塔之前需要出去压缩空气中的油污和水分，在不同的位置采用各级过滤器，管道过滤器滤除大余5μm的颗粒及大部分水分，而细过滤器选用一次性可换芯的精过滤器，过滤精度达0.1μm。粉尘过滤器主要过虑粉化的分子筛或微量的活性炭。主要故障是气当中有液相、粉末夹带。

日常要检查前面机组油气分离效果、气体温度、油污液面高度、压差指示仪；过滤器在使用一定阶段后，需要吹扫或更换过滤器、过滤器底部的自动排污阀。

(二)冷冻干燥机

冷冻式干燥机，该产品主要部件如冷媒压缩机等为进口元件，性能可靠，运转平稳，噪音低，耗能少、安装不需基础，采用微电脑程序控制仪，对冷冻式干燥机的进

气温度、露点温度、蒸发温度、冷凝温度、冷却水进口温度等进行数据采集、分析和处理，可远程测量和控制，确保进入变压吸附分离系统的空气含水量降至一定的水平。

主要故障是制冷剂缺少、AD402-04型自动排污阀失效、过滤网堵塞等，运行过程中加强监测和灰尘清除工作。

(三)高效除油器

高效除油器，内部填充15＃活性炭，属气相吸附。活性炭是一种多孔性的含炭物质，有高度发达的孔隙构造，是优良的吸附剂，是藉由物理性吸附力与化学性吸附力而成。活性炭的比表面积（BET）越大，吸附力也越大。使用初期的吸附效果很高。时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效果也随之下降。如水族箱中水质混浊，有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，活性炭应定期清洗或更换。活性炭一般使用3～5年时间。

(四)缓冲过滤器

系统中设置的缓冲过滤器起平衡气压及除去管道中粉尘的作用。常见故障为泄漏，用紧固或更换垫片的方法消除。

(五)PSA吸附分离系统

PSA吸附分离系统主要由二台填装了1.5GN-H型分子筛的吸附塔（底部有氧化铝分子筛吸收水分）及一台氮气缓冲罐组成，还包括了一组气动截止阀，该阀为管道式平衡气动截止阀，具有启闭速度快，切换寿命长等特点，其开启时间仅需0.015秒，切换寿命为100万次，特别适合于变压吸附工艺的频繁启闭使用。分子筛的使用寿命和其本生的质量、装填质量还有使用过程中的空气预处理效率有关，一般情况下可用5~8年。

PSA吸附分离系统的控制由PLC完成，该PLC已完成程序录入，能执行制氮装置的各种运行参数控制。控制系统由可编程控制器，压力变送器，温度传感器，阀位开关及二次仪表组成，主要负责现场各设备的机械动作及连锁控制，可正确处理各种突发故障报警，同时设计上考虑了各级功能分隔，可全自动运行也可以人工操作运行。

吸附塔故障的现象常有：

1、吸附器组的有关压力指示不正常；维修保养或更换仪表。

2、动作阀切换缓慢或关闭不严、不动作；电磁阀存在故障或粉末引起动作阀故障；更换阀门配件。

3、吸附器床层发生流化现象，造成分子筛摩擦冲击严重产生粉末；进水、油分严重引起分子筛硬度减低加剧粉化或分子筛失效；寻找出油、水根源，加以排除，同时分子筛多次再生，仍然不合格就需要更换合格的分子筛。压缩空气含油量是分子筛失效的首要因素。

4、程序控制的仪表系统，有时出现程序功能紊乱，主要体现在电磁阀开关顺序或时间发生变化，需要定期校验。

5、氮气的分析与计量。氮气缓冲罐后在进入氮气总管前，设置有一取样口，样气经氮气分析仪在线分析达到使用指标后，进入氮气总管。氮气的计量由涡街流量计完成，氮气流量可实时显示，并可实现累积流量显示与控制。产品气分析指示系统故障现象：(1)分析系统指示纯度偏低，重新调试/校验；(2)流量未达到设计指标，工艺调整。