制氮机(特别是常见的变压吸附PSA制氮机)主要由以下配件组成,共同完成空气压缩、净化、氮氧分离和稳定输出的过程:
1. 空气压缩机: 提供压缩空气源,是系统的动力。通常使用螺杆式或活塞式空压机。
2. 空气储罐: 储存压缩空气,缓冲压力波动,减少空压机启停频率,稳定系统压力。
3. 压缩空气预处理系统:
* 冷冻式干燥机: 降低压缩空气的温度,去除大部分液态水。
* 精密过滤器组: 多级串联(通常包括主管路过滤器、活性炭过滤器、超精密过滤器等),逐级去除压缩空气中的油分、液态水、水蒸气、尘埃颗粒和微量油气溶胶,确保进入吸附塔的空气洁净干燥,保护后续部件。
4. 吸附塔(A/B塔): PSA制氮机的部件。通常为两个(或多个)填充有碳分子筛的高压容器。两塔交替工作,一塔在高压下吸附氧气、产生氮气,另一塔则在低压下解吸(脱附)吸附的氧气,实现连续产氮。
5. 碳分子筛: 填充在吸附塔内的特殊吸附材料,具有优先吸附氧气分子而让氮气分子通过的动力学特性。
6. 阀门组: 由多个精密、耐用的气动阀门(如电磁阀、气动阀)组成。在控制系统指令下,控制压缩空气、产品氮气、废气(富氧空气)在各个管路和吸附塔之间的流向、切换、加压、均压和泄压过程,实现PSA循环。
7. 控制系统:
* PLC(可编程逻辑控制器): 系统的大脑,根据预设程序控制阀门动作时序、监控运行参数(压力、流量、纯度)。
* 人机界面: 触摸屏或显示屏,用于设置参数(纯度、流量)、监控运行状态、显示报警信息。
* 传感器: 压力传感器、流量计、氧含量分析仪(在线监测产品氮气纯度)。
8. 氮气缓冲罐: 储存合格的成品氮气,稳定输出压力和流量,减少纯度波动,应对用气端的瞬时峰值需求。
9. 流量计: 显示和监测产出的氮气瞬时流量和累计流量。
10. : 安装在废气排放口,降低解吸阶段排放富氧空气时产生的噪音。
11. 管路与管件: 连接所有部件的管道系统(通常为不锈钢或碳钢),包含必要的接头、法兰、支架等。
12. 电气控制柜: 容纳PLC、电源、继电器、接线端子等电气元件,提供保护和操作接口。
13. 安全附件: 安全阀、压力表等,确保系统在安全压力范围内运行。
这些配件协同工作,通过变压吸附原理,持续、稳定地生产出所需纯度的氮气。
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