天博TB(商标品牌)体育生产的制氮机采用变压吸附的原理,以碳分子筛为吸附剂,以压缩空气作为气源,经过氧氮分离分离出氮气或氧气的过程。在生产过程中,分子筛制氮机只能产生氮气或氧气,以供用户使用。
变压吸附(PSA)制氮机是一种逐步取代瓶装氮气和深冷空分制氮的供氮方式,它具有设备成本低,体积小、重量轻、操作简单、维护方便、运行费用小、现场制氮快捷、开关方便、无污染等优点。
变压吸附(Pressure Swing Adsorption 简称PSA)制氮技术是一种从压缩空气中制取氮气的高新技术,工业中已得到广泛的应用。PSA制氮是利用碳分子筛对空气中的氮分子、氧分子进行筛分吸附,在压力升高时,具有很多均匀微孔的碳分子筛吸附氧,在压力降低时脱附氧,从而达到氧、氮分离目的。实际上碳分子筛吸附氧的同时也吸附氮,由于动力学效应和碳分子筛的微孔特性,氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮。PSA制氮一般在系统中设置两个填充吸附塔,塔内装填碳分子筛,一塔吸附产氮,另一塔脱附再生,通过PLC程序控制器控制气动阀的启闭,使两塔交替循环,以实现连续生产高品质氮气的目的。
变压吸附空分制氮采用一种经过特殊处理过的活性碳,即碳分子筛(CMS)来实现氧氮分离。
氧分子直径小,扩散快,较多地进入分子筛固相(微孔)被吸附在碳分子筛表面;氮分子直径大,扩散慢,进入分子筛固相较少,而在气相中迅速富集形成氮气。
碳分子筛对氧气和氮气的平衡吸附量随着吸附压力的升高而增加,并随着吸附压力的降低而减少,我们利用这一关系,组成加压吸附和减压解吸的快速循环操作,从而连续生产氮气;所以经常注意吸附及解吸压力是否正常是至关重要的。
空气压力越高,碳分子筛表面所吸附的气体分子越多。压缩气体进入吸附塔,从下到上流经塔体。吸附塔内充满了碳分子筛,气体通过时氧分子和氮分子在碳分子筛表面吸附。
由于分子直径不同,氧分子吸附在碳分子筛表面多于氮分子。根据流经吸附塔空气的速度,大多数氧分子被吸附,氮分子由吸附塔上端流出。流量速度决了气体在吸附塔中的吸附时间,即氧分子的吸附时间。
流速高→氧吸附时间短→产品气中余氧含量高→氮气纯度低
流速低→氧吸附时间长→产品气中余氧含量低→氮气纯度高
经过一段时间后,碳分子筛所吸附的氧分子饱和需进行再生。再生是通过降压解吸实现的。由于碳分子筛在低压时吸附能力急骤下降,大多数氧分子在降压时从微孔中脱离出来后被回氮冲走排空。这一过程称为解吸。
为达到连续供气,在一个吸附塔处于再生状态时,另一个吸附塔为吸附状态。所有过程均通过PLC 系统按既定程序控制PC 阀的自动开、闭来实现两塔交替工作。
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