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      淺談提高PSA變壓吸附制氮機穩定性的措施

      發布時間:2010.09.30     瀏覽次數:     新聞來源:http://www.fjxyx.com/
      朱昌宏  潘曉俊
      (1.江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院鎮江分院  江蘇丹陽, 212000;
      2.江蘇省丹陽市方藍氣體設備有限公司 江蘇丹陽,212341)

      著PSA變壓吸附制氮機在各行各業生產中的廣泛使用,制氮機的穩定性問題一直被人你們關注。但在工作過程中產氣量和氣體純度的不穩定常困擾著各使用廠家,本文就影響PSA變壓吸附制氮機穩定的各種因素,加以分析并提出解決措施作一闡述,供同行共和探討。
      1現象
      1.1氣源方面
      a壓縮機性能不穩定或供氣壓力不穩定。
      b原料空氣的潔凈度達不到要求。如冷干機的除水效果不好,精密過濾器的油汽、水汽欠佳。
      c輸送壓縮氣體管道泄漏,氣源供氣壓力不足,分子篩床的工作壓力與系統不匹配。
      1.2主機方面
      a進、出氣閥門的密封性能不好,造成吸附塔之間“竄氣”。
      b主機工作一段時間后,產氣量和濃度明顯降低。
      2分析和措施
      影響變壓吸附制氮機制氮效果的主要因素有分子篩、吸附塔結構、氣源質量和工藝過程。
      2.1分子篩的選擇和工藝過程的確定
      分子篩是變壓吸附制氮的核心,分子篩的性能直接決定著變壓吸附制氮機的優劣。因此,我們選擇變壓吸附制氮機時,必須選擇性能較佳、穩定可靠、壽命長的分子篩。
      同樣,吸附工藝過程主要為:吸附時間、均壓時間、反吹氣量等。在產品氣流量一定的情況下,氮氣純度隨吸附時間、均壓時間、反吹氣量的增加都是先增加后減小,有一個最佳的吸附時間隨反吹氣量的變化而變化,同時還受氮氣流量的影響。因此,在變壓吸附制氮機定型時,應通過調試選擇合適的工藝過程。
      2.2氣源質量
      要提高氣源質量,首先要減少壓縮空氣中的水分、灰塵和油霧。目前使用廠家采用的變壓吸附制氮機的前期氣源處理系統大都是有空氣壓縮機、C級過濾器、冷干機、空氣儲罐、多級過濾器組成,如圖1所示。


      實踐證明:采用這種多級過濾和冷干,氣源質量還存在一定的問題。冷干機和多級過濾器的負荷較大,并不能完全清除氣源中水分和油霧;安裝過程中,冷干機后的儲氣罐、多級過濾器和管路未經脫脂處理,因有油霧可能直接造成分子篩的污染,影響造氣質量。
      針對上述情況,我們對其進行了改進。 改造后的氣源處理系統如圖2所示,


      添置A油水分離器,并在安裝過程中對閥門、管道、儲氣罐等都做了脫脂和吹掃預處理,避免分子篩首次使用即遭污染。經長時間使用,效果很好。同時在A有水分離器的結構上,我們做了更科學、合理的改造,對油水分離和除塵效果更好的設計,如圖3所示。

      進氣管口在容器上采用切向進口,使進氣氣流沿容器壁流向,更有效的除油、除水。在分離器內加上除油、除水、除塵效果好的分子篩,使出口氣源質量更標準,有效的減輕了過濾機和冷干機的工作負荷,使此后的多級過濾工作負荷小,氣體質量更接近預期目標。
      2.3吸附塔
      吸附塔是保證制氮機長期穩定運行的關鍵。吸附塔的結構是保證制氮機高效、長壽的根本。高效是指吸附塔內的死空間小、貼壁效應低、布氣效果好;長壽是指吸附塔內分子篩不上下浮動,避免分子篩間碰撞、磨損。死空間的大小決定著分子篩的利用率;貼壁效應會增加死空間體積,從而降低分子篩的利用率;布氣效果不僅影響死空間的大小,還會影響分子篩的使用壽命。
      為了減小吸附塔內的死空間和貼壁效應,減少分子篩的粉化現象,我們對吸附塔內的結構作了以下改造,并已取得良好效果。
      2.3.1吸附塔制造過程中,對吸附塔結構的要求更加嚴格,不允許有任何尖銳、凸出的結構存在,使內部結構處處圓滑過濾。
      2.3.2對進出氣管的氣流方向作了歷史性的革命,使氣流在吸附塔內均勻分布,做到均壓和反吹都能在吸附塔內均勻氣流和壓力。
      2.3.3在吸附塔的進出口管道第一閥門處加置隔離裝置,只能有氣體進出。個別粉化后的分子篩被有效的阻攔。使各閥門的嚴密性得到提高,杜絕“竄氣”現象。
      2.3.4利用分子篩的特性采用雙層分子篩床,有效地利用分子篩特性。
      2.3.5對分子篩采用機械式有效壓緊,盡可能使分子篩的浮動最小,避免摩擦和碰撞,減少分子篩粉化,從而延長分子篩使用壽命。
      2.3.6裝填分子篩前對吸附塔內采取嚴格的脫脂和吹掃,避免分子篩直接受污染。
      3結論
      總之,我們在制造變壓吸附制氮機時,就必須不斷的利用現代科學技術,不斷完善制氮機器各個環節,使之更科學性和合理性,這樣才能使變壓吸附制氮機更好的服務企業、服務社會。
      同時,使用廠家要不斷地提高使用人員的素質,使每個操作者都更加了解和掌握制氮機的特性和性能,更合理的使用,更科學的操作。從而使制氮機的穩定性、使用壽命和能耗都達到一個新的水平。
      本文共分 1

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